GOELBRA INDUSTRIAL

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¿Cómo actúa la fricción sobre el agua?

Imagina lo siguiente, tienes una tubería con un diámetro considerable en posición totalmente horizontal y está llena con agua, tiene una bomba que se encuentra apagada al principio de la tubería que sirve para inyectar presión y una válvula de corte que está cerrada al final, la tubería a lo largo de su recorrido tiene dos manómetros, uno al inicio de la tubería y uno al final, si en este momento tú leyeras los manómetros ¿Cómo serian los valores de uno respecto al otro? Pues deberías observar que ambas lecturas son iguales, ahora ¿qué pasaría con los manómetros si abro la válvula y arranco la bomba? Ahora puedes comprobar que la lectura del primer manómetro que es el más cercano a la bomba es más alta que el del otro.

Todo material solido es rugoso y por tanto genera fricción al deslizarlo con otro objeto, inclusive a una superficie ultra lisa se le pueden observar sus irregularidades o rugosidad si se utiliza un microscopio, para que un objeto pueda moverse o deslizarse a través de una superficie requiere un empujón o mejor dicho que se le transfiera energía para vencer la fricción de dicha superficie, entre más fricción a vencer más energía es requerida para lograrlo, ahora bien recuerda que un objeto en reposo sobre una superficie no es afectado por la fricción de dicha superficie, así como sucede con el agua presurizada en la tubería del ejemplo, en cambio sí existe una cierta tendencia a moverse desde el reposo (algo empujando al objeto o por efecto de su propio peso), independientemente de la posición del objeto, se desarrollará una fuerza opositora a su movimiento generada por la fricción de la superficie (o del medio, ya que el aire y todas las partículas suspendidas en él también generan fricción).

Bueno ¿cómo afecta esto al agua? veámoslo de la siguiente manera, si tú andas en un coche a una velocidad constante en una carretera totalmente recta tienes en claro que mientras las ruedas de tu automóvil se mantengan girando tu podrás mantener esa velocidad (ya que las ruedas aprovechan la fricción del suelo para poder girar), ahora imagina que metes de repente el freno del automóvil, ¿qué va a suceder? Pues la fricción de las llantas con el suelo va a provocar que reduzcas la velocidad hasta detenerte, el impulso ganado inicialmente gracias al motor del automóvil se va disipando, entre más rugosa la superficie más pronto te detendrás, la velocidad se va reduciendo conforme vas avanzando, algo similar pasa con el agua, conforme avanza a través de una tubería, la rugosidad  del material con el que fue fabricada provocará que el agua pierda la energía obtenida por el impulso que le dio inicialmente la bomba.

Recordemos que la función de una bomba es mover el agua para que pueda desplazarse de un punto a otro, esta convierte la energía cinética del impulsor en energía de presión, los alabes del impulsor de la bomba van empujando el agua, una porción a la vez y a muy alta velocidad, es decir que la bomba transmite energía a pequeñas cantidades de agua de manera constante y a su vez estás pequeñas porciones de agua son las que empujan a la demás agua que ya se encuentra dentro de la tubería, el agua que se encuentra dentro del sistema va perdiendo el impulso que originalmente obtuvo de la bomba debido a la fricción con las paredes de la tubería, entre más lejos de la bomba se encuentre el agua más energía habrá perdido por la fricción y el impulso del agua que viene detrás será cada vez menor, por tanto ¿en cuál punto de la línea de tubería el agua tendrá más energía y en cual menos? Pues claramente el agua tendrá mayor energía entre más cerca esté de la bomba y conforme se aleje la irá perdiendo, así como sucede con el automóvil al pisar el freno, al principio el impulso será mayor ya que no se ha disipado por la fricción del suelo y el algún punto toda está energía que impulsa al automóvil desaparecerá, solo que en el caso de la bomba la situación sería más como una carambola, una porción de agua choca con la de adelante, uno recibió energía y puede avanzar y la otra le cedió energía y se va deteniendo, esto sucede constantemente y muy rápidamente.

En el caso de por ejemplo una torre de agua municipal, el agua está en caída libre desde la torre, la gravedad afecta a todo el cuerpo de agua y la energía cinética desarrollada por la caída libre de esta se va disipando debido al contacto con la tubería, especialmente cuando el tramo toma una pendiente horizontal, este es uno de los factores por los cuales la presión del agua es más elevada en las casas cercanas a las torres de agua y la razón por la que en las casas más lejanas se presentan problemas para llenar sus tinacos.

Más adelante nos iremos adentrando más en estos temas y obtendrás respuestas a las nuevas dudas que te surjan, sigue con nosotros en el siguiente post.

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