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FACULTAD
DE INGENIERÍA
ESCUELA
DE INGENIERÍA CIVIL
Integrantes:
Samantha Marín
Arturo González
Bryan Alegría
Saúl Gragirena
Desarrollo Histórico de la
Mecánica de los Fluidos
La mecánica de fluidos es una rama de la
ciencia que estudia el comportamiento de los fluidos, tanto en reposo como en
movimiento. Esta rama de la mecánica no solo queda hasta sí
misma, sino que se subdivide en diversas áreas tales como la hidráulica, la
aerodinámica, la hidromecánica o la dinámica de gases. Existe dicha rama
debido a que los fluidos juegan un papel fundamental en todos los aspectos de
nuestra vida cotidiana: los bebemos, los respiramos, e incluso nadamos a través
de ellos. Circulan por nuestro cuerpo y son parte integral del clima. Gracias a
que conocemos cómo funcionan los fluidos, hemos logrado sustentarnos a base de
ellos (véase casos como Guri), mejorar la distribución de los mismos (desde el
agua potable hasta el petróleo), y se nos ha facilitado el navegar a través de
(y gracias a) ellos, entre otros ejemplos. Eso sí, estos avances tecnológicos
no sucedieron de la noche a la mañana; los beneficios que tenemos hoy en día
son el resultado de la suma de muchos científicos y muchísimos años.
Diversos descubrimientos arqueológicos
demuestran que nuestros antepasados, llegando hasta unos 6000 años atrás,
tenían las intenciones de controlar el agua, ya sea por medio de embalses o
canales. Una anécdota curiosa, para ilustrar la importancia de los fluidos y el
antiguo interés que tenemos por ellos, es que los egipcios se percataron de la
relación que tenía el crecimiento del río Nilo con ciertos eventos
astronómicos, utilizándolos como referencia para llevar un control del
crecimiento del río. Y es que, ¿cómo no nos van a interesar los fluidos?
Nuestro cuerpo está compuesto mayoritariamente de fluidos, y son esenciales para
la vida en nuestro planeta. Este interés despertó la chispa de la investigación
en diversos científicos a lo largo de la historia, desde Aristóteles, pasando
por Leonardo Da Vinci, hasta incluso el mismo Isaac Newton.
El renacimiento fue un amplio movimiento
cultural que trajo consigo una nueva concepción del hombre a través del
humanismo, y a su vez nuevos enfoques hacia las ciencias, artes, la política y
la filosofía. Gracias a estos nuevos enfoques, muchísimas innovaciones se
dieron de la mano de científicos como Leonardo Da Vinci (1452-1519), quien
realizó contribuciones a diversas ciencias, tales como la hidráulica con sus
bocetos de máquinas hidráulicas y con su ecuación de continuidad.
Otros científicos de renombre que hicieron
contribuciones importantes a la mecánica de fluidos fueron:
·
Evangelista Torricelli (1608-1647), quien inventó el
barómetro de mercurio, y es el autor de la expresión √ 2gh para la velocidad media de un chorro, donde g es la
aceleración de la gravedad y h la altura de la superficie libre del fluido
sobre el centro del orificio.
·
Isaac Newton (1642-1727) fue una
eminencia científica que dejó su marca en nuestra área de estudio, con aportes
como los llamados fluidos newtonianos,
que son fluidos que mantienen su viscosidad constante a través del tiempo.
·
Daniel Bernoulli (1700-1752) Que es muy
reconocido actualmente por haber escrito el primer libro sobre la mecánica de
fluidos, aun cuando no es realmente el autor de la ecuación que lleva su
nombre, la famosa ecuación de Bernoulli.
·
Leonhard Euler (1707-1783), uno de los
más grandes matemáticos de nuestra historia, es el autor de la ecuación de Euler, la cual trabaja con
fluidos no viscosos.
·
Luis A. Cauchy (1789-1857) Cuya mayor
contribución a la mecánica de fluidos fue su desarrollo para para expresar el
estado de tensiones en un medio continuo.
·
José Luis de LaGrange (1736-1813) Quien
fue el que realizo la integral de la ecuación de la cantidad de movimiento que
presento Euler válida para un fluido sin viscosidad, y que hoy en día es
conocida como la ecuación de Bernoulli.
·
Jean D’Alembert (1717-1783) Creador de
la paradoja de D’Alembert, que se refiere a una discrepancia que encontró
D’Alembert de la fuerza de un flujo de un fluido ideal sobre un cilindro
durante en sus experimentos.
·
Claude Navier (1785-1836) y Jorge Stokes
(1819-1903) quienes juntos dieron lugar, gracias a sus respectivas
investigaciones, a las formulas conocidas como de Navier-Stokes, que describen
el movimiento de los fluidos newtonianos.
·
Nikuradse, Blassius, Moody, White,
Colebrook, entre (1930-1940) realizaron importantes investigaciones y adelantos
en el estudio de flujos con gradientes de presión (tuberías).
También entre Jorge
Stokes y Jean Léonard Marie Poiseuille (1797-1869), estudiaron el flujo de las
tuberías, siendo el último el autor de la ley
de Poiseuille.
Es importante mencionar
también ciertas particularidades en el desarrollo de la mecánica de fluidos
desde el renacimiento hasta la actualidad. En un principio, la mecánica de
fluidos empezó a partir de acumulación de conocimientos originados con el manejo
del agua para diferentes usos, y fue así hasta el siglo XVII, sin embargo,
durante ese tiempo nació una rama menos práctica de la mecánica de fluidos que
fue la Hidrodinámica Clásica. A pesar de que esta lograba explicar ciertos
principios, era considerada poco práctico para los ingenieros debido a la
imposibilidad de aplicarla en los cálculos a menos que se le agregaran
correcciones a través de factores. Por lo tanto, todos los conocimientos
desarrollados hasta ese entonces estaban dentro de la rama de la mecánica de
fluidos llamada Hidráulica, que en contraste con la Hidrodinámica Clásica, esta
contaba con el problema de que aunque se podía utilizar en los cálculos, no
lograba explicar algunos principios, lo que causaba una ruptura en la Mecánica
de Fluidos.
Muchos otros hicieron
aportes que permitieron el avance la mecánica de fluidos, y es interesante ver
como se nota un estancamiento en nuestra concepción de los fluidos hasta el
renacimiento, cuando esta y muchas otras ciencias empezaron a dar pasos agigantados.
En cuanto a la
hidráulica empírica, cuya representación fue en su mayoría de ingenieros
prácticos. Con las grandes obras de construcción, potenciadas en la revolución
industrial, surgió la necesidad de formular reglas para los proyectos
hidráulicos. Los ingenieros Darcy, Bazin, Ganguillet, Kutter y Manning
desarrollaron fórmulas prácticas para ajustar los datos que se observaban en
los trabajos experimentales
Debido a nuestra
comprensión de los fluidos, hemos logrado increíbles avances tecnológicos que
han traído prosperidad y comodidad a nuestro día a día. El agua que sale de
nuestra ducha, el flujo de la sangre en nuestros cuerpos, y la aerodinámica que
permite las grandes velocidades de nuestros vehículos, son unos pocos ejemplos
de lo que hemos logrado entender y alcanzar gracias a ciencias como la mecánica
de fluidos. Eso sí, nunca debemos olvidar que todo esto es un cúmulo de siglos
de trabajo, y que lo que nosotros contribuyamos será parte del cúmulo para un
futuro mucho mejor.
“Si
en realidad vi lejos fue porque me subí sobre los hombros de gigantes.”
Isaac Newton, 1687. Principios
Matemáticos de la Filosofía Natural.
BIBLIOGRAFÍA
ü Carlos
Arturo Duarte Agudelo y José Roberto Niño Vicentes, Introducción a la Mecánica de los Fluidos,
ü Hugo
Darío Pasinato, Fundamentos de Mecánica
de Fluidos,
ü Jorge
García Sosa, Armando Morales Burgo y Eduardo Escalante Triay, Mecánica de Fluidos: Antecedentes y
Actualidad,
https://books.google.co.ve/books?id=F_T0BUqzVhsC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
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