Los fluidos y su entorno

Fluidos estado de la materia, que presenta propiedades y características propias; estudiadas por la ciencia llamada Mecánica de Fluidos, la cual se remonta a la antigüedad en épocas de Arquímedes y la cual esta intrínseca en todas las actividades humanas. Normalmente la materia se clasifica en alguno de los tres estados en que se encuentra: sólidos, líquidos y gaseosos, siendo existente un cuartoestado denominado plasma; para el estudio a desarrollar, el enfoque lo hacemos directamente sobre los fluidos (Líquidos y gases), por ser esta una sustancia que cede velozmente a alterar su forma gracias a la acción de determinada fuerza; es por ello que se dice que un fluido liquido posee un volumen definido pero no su forma, en el caso de los gases encontramos que tanto su volumen como formason indefinidos; podemos deducir que las partículas que están en los líquidos son mas unidas que en los gases, pero no adheridas entre sí. En ocasiones resulta difícil distinguir entre sólidos y fluidos, porque los sólidos pueden fluir muy lentamente cuando están sometidos a presión, ejemplo: los glaciares.

En consecuencia de lo anteriormente mencionado se determinan ciertas propiedadescaracterísticas existentes en los fluidos: Densidad (ρ) relación masa/volumen de un fluido especifico. (ρ = m/v); Peso Especifico (ᵧ) determinado por el peso en unidad de volumen (ᵧ = ρ*g) (relacionado directamente son la densidad), en el agua obtenemos el importe de 9800N/m3 (62.4lb/ft3); Gravedad Especifica (S) relación entre el peso especifico del y del agua o las densidades de estos (ρ ó ᵧ del agua(w) a 4° C) (S = ρf/ρw ó S= ᵧf/ᵧw); Viscosidad (µ) esta propiedad depende connaturalmente de la temperatura, principalmente en los fluidos newtonianos1, dado que es la pegajosidad interna en un fluido (temperatura˃ viscosidad, y viceversa)(τ = µ(du/dy)); Presión de Vapor se denomina a la presión producida por las moléculas en el estado gaseoso, ejemplo: Presión de Vapor del agua alcanza a 101.3KPa(14.7psi) cuando la temperatura logra los 100°C al hervir; Tensión Superficial2 (F0) representada en unidades de fuerza por unidad de longitud, (N/m ó Lb/ft) la fuerza originada por la tensión superficial resulta de multiplicar la longitud por la tensión superficial; quedando aun sin definir varias propiedades aquí no presentadas las cuales pueden llegar a ser de gran importancia para los fluidos.En el orden de ideas podemos mencionar que el comportamiento en los fluidos se rigen según sus condiciones: líquidos y gases; ya que para los líquidos en movimientos hablaremos de la dinámica de los fluidos (Hidrodinámica) y para los líquidos en reposo o equilibrio nos referimos a la estática de los fluidos (Hidrostática); en el caso de los fluidos gaseosos es la Gasotenia o Aerodinámica 3, alconocer los principios básicos podemos hacer mención a la Mecánica de los Fluidos por ser esta la disciplina de la Física en el área de ingeniería que trata el comportamiento de los Fluidos.

Dado que los fluidos se caracterizan por poseer densidades definidas a determinada presión y temperatura, podemos deducir que la variación de estas produce cambios moderados los cuales denominamos fluidosincompresible (los líquidos); en caso contrario se llama Compresible ( los gases).

Hablar de Mecánica de Fluidos es hablar de Historia, la cual nos remonta a tiempos antiguos donde podemos observar los grandes problemas de ingeniería que vivía la humanidad para ese entonces, las primeras civilizaciones dedicaron gran parte en solventar la construcción de sistemas acuíferos, siendo estos losantecedentes más remotos existentes y podemos mencionar los acueductos romanos que datan del siglo cuarto a.C. de los cuales algunos aún permanecen en uso.

1 Fluidos Newtonianos: donde el esfuerzo cortante de un fluido es directamente proporcional al gradiente de velocidad.
2 Tensión Superficial: Propiedad derivada de las fuerzas de atracción entre moléculas.
3 Gasotenia o Aerodinámica:...