2023-I Elevador hidráulico (tijeral) utilizando el principio de Pascal

El presente trabajo representa el informe final del curso "Fluidos y Termodinámica - CAF3", con el tema "Elevador hidráulico (tijeral) utilizando el principio de Pascal".
VES, 22 de septiembre 2024.

1. UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DEL PERÚ

Facultad de Ingeniería


CALCULO APLICADO A LA FISICA 3

Proyecto Final:

ELEVADOR HIDRAULICO UTILIZANDO EL PRINCIPIO DE PASCAL


Integrantes - Código
-Saavedra Julian, Pedro - U20206135
-Gamboa Zarate, Felix - U19215721
- Pauyac Solis, Miky - U19208809
-Ocaña Uriol, Sandro - U18305568

Docente:
Jim Andrew Palomares Anselmo

Lima-Perú
2023

2. Resumen
Damos comienzo a este proyecto con una breve presentación de este, así como
las razones que han llevado a su realización y los objetivos que se persiguen con
su desarrollo. Con el siguiente proyecto de investigación se demostrará la
realización de un elevador hidráulico, con materiales y herramientas caseras,
con las cuales realizaremos un prototipo. La idea de proyectar un ascensor
hidráulico realizando los cálculos necesarios para unas condiciones
determinadas, que se imponen de antemano dependiendo de la disponibilidad
de espacio, y así adaptarse correctamente al ambiente donde será usado. Dentro
de la investigación, no apoyaremos en el principio de pascal y el esfuerzo de
resistencia aplicando los principios y formulas necesarias para un cálculo exacto
y rápido.
Palabras claves: Elevador Hidráulico, Pascal, Presión.

3. Abstract
We begin this project with a brief presentation of it, as well as the reasons that
have led to its realization and the objectives pursued with its development. With
the following research project, the realization of a hydraulic elevator will be
demonstrated, with homemade materials and tools, with which we will make a
prototype. The idea of designing a hydraulic elevator making the necessary
calculations for certain conditions, which are imposed in advance depending on
the availability of space, and thus adapt correctly to the environment where it will
be used. Within the investigation, we will rely on the Pascal principle and the
resistance effort applying the necessary principles and formulas for an exact and
fast calculation.
Keywords: Hydraulic lifter, Pascal, Pressur

4. Índice
Capítulo 1 ......................................................................................................................................5
Introducción..............................................................................................................................5
Descripción del proyecto...........................................................................................................5
Objetivos generales...................................................................................................................5
Alcances y limitaciones .............................................................................................................5
Capítulo 2 ......................................................................................................................................6
Antecedentes históricos............................................................................................................6
Base teórica...............................................................................................................................6
Capitulo 3 ......................................................................................................................................9
Cronograma de actividades.......................................................................................................9
Programación a través del Excel .............................................................................................10
Ejercicios Propuestos ..............................................................................................................10
Programación con Pseint ........................................................................................................13
Animación en inventor............................................................................................................14
Planos......................................................................................................................................15
Capítulo 4 ....................................................................................................................................16
Elaboración de la maqueta......................................................................................................16
Presupuesto de la maqueta ....................................................................................................18
Capítulo 5 ....................................................................................................................................19
Conclusiones ...........................................................................................................................19
Recomendaciones ...................................................................................................................19
Bibliografía ..............................................................................................................................19

5. Capítulo 1
Introducción
En la realización de este proyecto se ha tenido en cuenta desde el principio el
punto de vista del usuario, que a diario se necesita encontrar una forma eficaz,
eficiente y agradable de realizar un trabajo. El objetivo del presente proyecto es
que a la hora de automatizar el proceso de cálculo obtengamos resultados
coherentes y puedan ser usados en cualquier proyecto. Para ello, se
complementará con los temas trabajados durante la clase de Calculo Aplicado a
la Física 3, como seria el principio de pascal.
Descripción del proyecto
En este apartado se detalla cada una de las
actividades que componen a este proyecto sobre el
elevador hidráulico, enfocándose en su
funcionamiento los mecanismos aplicando la Ley de
Pascal y en cómo se puede fabricar con materiales
(de bajo costo).
Objetivos generales

el proyecto.
Alcances y limitaciones

autos, lo cual permite facilitar el trabajo al momento de realizar
mantenimiento de este.

ejemplo camiones o tráileres.

6. Capítulo 2
Antecedentes históricos

elevador hidráulico a mediados del siglo. Su invención reemplazo
al gato de rosca que era el elevador estándar utilizado durante éste
período de tiempo.

bomba, la válvula de control, el cilindro principal, el pistón principal
y el pistón de descarga.
Base teórica
:
En la física, la presión (P) es una magnitud
física escalar que mide la fuerza en
dirección perpendicular por unidad de
superficie, y sirve para caracterizar como
se aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.

“La presión aplicada a un fluido se transmite sin disminución alguna
a todas las partes del fluido y a las paredes del recipiente que lo
contiene”.

7. Se puede inferir como la presión ejercida sobre el fluido del liquido
encerrado en un recipiente indeformable se transmite por igual en
la todas las direcciones a todos los puntos de fluido y paredes del
recipiente manteniendo la misma intensidad. También, se extiende
a los gases, se utiliza en varias aplicaciones de técnicas tales como
la prensa, el ascensor y el acumulador hidráulico etc.
Según pascal las presiones son las que transmiten íntegramente,
por ende se forma la ecuación:
??????1??????1=??????2??????2 →??????1??????1=??????2??????2

Con la prensa hidráulica nos ayuda a ver a detalle como se está
utilizando el principio de pascal, permitiendo amplificar la intensidad
de las fuerzas el flujo liquido y constituye el fundamento de
elevadores, prensas hidráulicas, etc.
Consiste en un fluido en un recipiente con dos pistones de distinto
tamaño a sus extremos, cuando se ejerce fuerza sobre le pisto
pequeño, se traduce una fuerza superior en el pistón grande. La

8. diferencia entre las dos fuerzas será proporcional a la diferencia en
área de los dos pistones.
En una prensa hidráulica se aprovecha la multiplicación de la
fuerza, aun cuando la presión por unidad de área es la misma.

La densidad de un cuerpo se define como su masa de por unidad
de volumen. Así un cuerpo de masa (m) y volumen (v) tiene una
densidad de
??????=????????????
La densidad se expresa en
??????????????????―??????
Obviamente la densidad del
agua es
??????=?????????????????????????????? ??????―??????

- Presión atmosférica
Es el peso de la columna del aire al nivel del mar. P(atm)= 1.013x
105
Pa = 14.7, Psi= 760 mmHg
- Presión Barometrica
Es la presión que se mide mediante un barómetro el cual se puede
usar como un altímetro y puede marcar la presión sobre o bajo nivel
del mar
- Presión manométrica
Es la presión que se mide en un recipiente cerrado o tanque.
- Presión absoluta
Se mide por encima de la presión atmosférica, denominándose
presión relativa, para hallar la presión absoluta es presión
atmosférica más la presión manométrica

9. Capitulo 3
Cronograma de actividades
SemanaActividad Recursos1-3Formación de grupos.
Ideas de proyectos y sus soluciones
innovadoras.
Título del proyecto.
Coordinación por WhatsApp.
Reunión del grupo en sala de
estudios UTP.
4Problemática del proyecto.
Presentación del plan de ejecución de
la investigación.
Consultas a sitios confiables
web y libros.
Coordinación por WhatsApp.
5Análisis de fuentes y recopilación de
datos.
Coordinación para el prototipo en 3D
de la maqueta.
Consultas a sitios confiables
web y libros.
Coordinación por WhatsApp.
Reuniones por Zoom.
Reuniones personales
6Búsqueda y compra de los materiales
para la elaboración de la maqueta.

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

7-10Presentación del primer avance en
Word
Elaboración del informe
Consulta a fuentes confiables
Realizar las correcciones
correspondientes en reuniones
previas
11-15Verificación del informe.
Pulido de presentación de planos y
animación en Inventor.
Elaboración de maqueta
Coordinación por WhatsApp.
Reuniones por Zoom.
Reuniones presenciales

10. Programación a través del Excel
La fuerza necesaria que una jeringa a otra para así poder realizar la presión se
puede calcular a través de programas o Excel, como este caso que se ha hecho
un mecanismo que da como dato cuanto de fuerza se debe de realizar en la
jeringa 2 a la jeringa.
Ejercicios Propuestos
Ejercicios de Pascal:
o
hidráulica de plato grande circular de 90cm de radio y plato
pequeño circular de 10 cm de radio. Calcula cuanta fuerza hay
que hacer en el émbolo pequeño para elevar el cuerpo.
Recordemos en primer lugar la formula del principio de pascal, que nos
permitirá resolver todos estos problemas relativos a prensas hidráulicas.
F1/S1=F2/S2
Las dos F son, obviamente, las fuerzas ejercidas sobre los dos émbolos o
platos, cada uno con una superficie S. La idea es que, en una prensa

11. hidráulica, una fuerza pequeña sobre el plato pequeño nos sirve para mover un
peso(fuerza) grande sobre el plato grande.

Calculamos cada uno de los términos:
F1=?
F2=P2=m2*g=1500*9,81=14700N
S1=π*R1^2=π*0.1^2=0,0314m^2
S2=π*R2^2=π*0.9^2=2,54m^2
Reemplazando:
F1/S1=F2/S2
F1/0,0314=14700/2,54
F1=5787,40*0,0314=181,72N
o
50cm respectivamente. ¿Qué fuerza ejercerá el émbolo mayor si
sobre el menor actúa una de 30N?
Primero, extraemos los datos:
r1=10cm
r2=50cm
F1=30N
Luego, para la prensa hidráulica empleamos la formula:
p=F1/A1=F2/A2

12. Donde la presión p es constante
F1/A1=F2/A2
Despejamos la fuerza F2
F2=F1*A2/A1
Adecuamos las unidades
r1=10cm=0.1m
r2=50cm=0,5m
Calculamos el área de cada embolo con la fórmula de superficie del círculo.
A=π*r^2
Entonces:
A1=π*r1^2
A1=3,14*(0.1m) ^2
A1=0,031416m^2
A2=π*r2^2
A2=3,14*(0,5m) ^2
A2=0,785398m^2
Reemplazamos en la fórmula para la prensa hidráulica y obtenemos:
F2=30N*0,785398m^2/0,031416m^2
F2=749,9N

13. Programación con Pseint

14. Animación en inventor

15. Planos

16. Capítulo 4
Elaboración de la maqueta
En la elaboración de la maqueta del elevador hidráulico tipo tijera que da función
con el uso del Principio de Pascal, lo cual se realiza por medio que la presión
que se ejerce con el agua que pasa de una jeringa a otra a través de las sondas
que dentro del recipiente se transmite una intensidad de igualdad en todas las
direcciones y en todos los puntos que pasa el fluido.
Se realizo un prototipo para entender como funciona el elevador de tipo de tijeras
con objetos de poco peso, de tener éxito en la fabricación de la maqueta se podrá
aprender de como este elevador facilita con grandes pesos o mayormente en los
vehículos.
Materiales:
Esta es la lista de materiales que se llegara a utilizar en este proyecto.



17. 








Procedimiento
- Realizar un hueco en el medio y dos en los extremos en todas las
paletas
- Unir 2 paletas con un chinche en el medio, consiguiendo 6 pares.
- Unir los extremos de cada par con chinches, formando 2 filas de 3
pares cada uno
- Cortar 4 palitos de madera unos 8 cm.
- Pegar con la silicona los palitos de 8cm en cada extremo de una
fila, luego une las dos filas

18. - Apoyar en un extremo de un palito con un base hecho de una
paleta
- Conectar la sonda con una jeringa, llenar con agua y conectar con
la jeringa que se encuentra vacía.
- Para la plataforma se puede colocar un pedazo de cartón de 8cm
x 10 cm
- Ultimo paso, es colocar un objeto con x peso y poner a prueba el
elevador construido.
Presupuesto de la maqueta
En la realización de la maqueta los materiales que solo se han comprado son:
- 2 jeringas 10ml 3.50 soles
- Palitos de madera 3 soles
- Galleta Chomp de 38 g 1 sol
Los demás materiales han sido reutilizados de manera que no se contaría
como gasto, dando así un total de gasto del proyecto de 7.50 soles. Para

19. Capítulo 5
Conclusiones
En este proyecto se ha logrado realizar un elevador hidráulico tipo tijera,
levantando un objeto con un peso moderado con una fuerza menor. Teniendo en
cuneta que, se han aplicado temas aprendidos en clase como Principio de
Pascal, Presión, Hidrostática, Fuerza, entre otros. Se realizo el Excel para
demostrar la fuerza que llega a hacer en las jeringas.
hidráulicos son herramientas de multiplicadores de fuerza que facilitan los
trabajos que se buscan tener eficiencia, los cuales son utilizados en grandes y
pequeñas compañías industriales. En síntesis, es impresionante que existen
varios tipos hidráulicos que cumplen con la función y cada vez pueden soportar
más toneladas.
Recomendaciones

fabricantes de los elevadores, así mismo tener en cuento el limite de carga o capacidad
que tenga para evitar accidentes.

que la presión que se hace disminuya y entorpezca la función principal de la máquina.

como hidrostática y pascal, para así tener el conocimiento básico de los fluidos y de
porque se actúa así.

podemos proyectar con los datos teóricos en la parte experimental, de esa manera
podemos hacer un buen funcionamiento de la maqueta o el uso del elevador en sí.

de máquinas a gran escala por si se tiene fallos .
Bibliografía:
- Moliner, D. (2022).
Recuperado de:
https://www.uv.es/uvweb/fisica/es/catalogodemos/fluidos/principio-
pascal-prensa-
hidraulica1286053998293/DemoExp.html?id=1286111060011
- TIPLER, PAUL. Física Vol. I. Tercera Edición. Edit Reverté 1994. España.
- FREDERICK BUECHE, Física para estudiantes de Ciencias e Ingeniería.
Tomo I. Edit. MC. Graw Hill.
- KOSEL. Problemas de Física General. Edit. MIR. 1986. Moscú.