miércoles, 18 de diciembre de 2013

EFECTO VENTURI

Fue descubierto por el físico italiano Giovani Venturi, y no es más que un caso particular de la famosa ecuación de Bernoulli. Venturi pudo demostrar que al variar la sección en un tubo, la presión del fluido disminuía proporcionalmente a la variación de la sección (esto ya lo hemos demostrado con la ecuación de Bernoulli y de la continuidad).
El tubo de Venturi tiene 2 tubos verticales. La diferencia de altura del líquido en los tubos verticales, es proporcional a la variación de presión. Lo que nos cuenta Venturi, es que al aumentar la velocidad del fluido, disminuye su presión de forma proporcional.
 
¿Como se logra hacer pasar la misma cantidad de fluido en una parte estrecha del tubo? Aumentando su velocidad. Si le ponemos el dedo cerrando parcialmente la boca de una manguera, la velocidad del agua de salida aumenta, y que por supuesto el agua que sale es la misma que circula por el resto de la manguera. Esta cuestión evidente se le llama ley de conservación de la masa.
Pero hay otra ley de la física que se aplica a este caso, la ley de la conservación de la energía, es decir en un sistema cualquiera, tampoco la energía aparece y desaparece por arte de magia, solo se transforma de unos tipos de energía a otros. Para el caso de los fluidos la energía que poseen puede ser de dos tipos:
  1. Energía potencial.
  2. Energía cinética.
 
La energía potencial se manifiesta como presión estática en la tubería cerrada y conectada a un tanque elevado. Todos sabemos que, por ejemplo, en una represa llena de agua sería desastroso que se rompiera el muro de contención, el agua comienza a fluir cuesta abajo arrasando a su paso con todo lo que encuentra; ¿de donde sale esa enorme cantidad de energía que puede hacer desaparecer pueblos enteros en un instante?, pues bien, esa energía estaba contenida como energía potencial en la gran columna de agua retenida por el muro. Cuando este se rompe, el agua deja de estar estática y comienza a moverse cuesta abajo, la energía potencial de la parte del agua que fluye se convierte en energía cinética y al mismo tiempo comienza a bajar el nivel del agua en la represa, baja su energía potencial.

Extendiendo el ejemplo de la presa al tubo Venturi, tendremos que como la energía solo se puede transformar, si la velocidad del fluido aumenta en el estrechamiento, implica que también aumentará su energía cinética, esto obliga a que necesariamente tendrá que disminuir su energía potencial en la misma cantidad, y como ya hemos apuntado arriba que la energía potencial se manifiesta como presión también necesariamente tendrá que disminuir la presión.

Atenidos a este razonamiento tendremos una regla invariable si un fluido en una parte de un tubo aumenta su velocidad, al mismo tiempo disminuye su presión estática.
Este principio tiene multitud de usos, como en los atomizadores de perfume, fuelles en forjas, o en los carburadores de los motores de explosión. Es también el principio que explica por qué los aviones son capaces de planear.
Otro fenómeno curioso que explica el efecto Venturi es el que la cortina de la ducha se curve hacia dentro.
Puedes realizar un experimento con dos botes de refresco vacíos y unas pajitas. Colocas los dos botes uno enfrente de otro, a una distancia no muy alejada, soplas y en vez de alejarse el uno del otro se acercan hasta tocarse. Esto ocurre así, debido a que al aumentar la velocidad del aire, disminuye la presión entre los dos botes, por lo que la presión en las caras exteriores, hace que se desplacen hasta tocarse.



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