Universidad Católica Andrés Bello

Extensión Guayana

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería Civil

Alumnos: Cuervo, Diego; González, Maria; Feijoo, Aser; Salazar, Carlos; Tovar, Eliel.

La historia de la Mecánica de Fluidos

En el final de la Edad Media e inicio de la Edad Moderna, es decir, entre el siglo XV y el siglo XVIII, famosos científicos e ingenieros como Da Vinci, Mariotte, Pascal, Newton, Euler, Bernoulli, Navier, Darcy y Manning, se destacaron por sus grandiosas aportaciones para el desarrollo de la Hidráulica y la Hidrodinamica. La hidrodinámica con una orientación teórica y la Hidráulica con una orientación practica y aplicada (ambas son antecedentes de la mecánica de fluidos).

Durante el renacimiento, Leonardo Da Vinci (1452-1519), fue el primero en formular correctamente el principio de continuidad en donde la velocidad de un flujo varia en forma inversamente proporcional al área de la sección transversal del mismo (Da Vinci le daba mucha importancia a la observación de la naturaleza).

Así como Leonardo remarco la importancia de la observación, Galileo Galilei (1564-1642) remarco la importancia de la experimentación en el estudio delos fenómenos naturales y su contribución principal a las ciencias fue la incorporación de la experimentación en el estudio de la misma.

           

Seguidamente, Evangelista Torricelli (1608-1647) fue quien condujo al desarrollo del Barómetro, ya que, demostró que mediante un experimento (siendo él, discípulo de Galileo) que la presión atmosférica determina la altura a la cual se eleva el fluido. Y que para un tanque, la descarga en un orificio es proporcional a la raíz cuadrada de la altura del liquido sobre el orificio.

            El científico Edme Mariotte (1620-1684) destaco la utilización de un  túnel de viento, mediaciones hidrológicas sobre el rio Sena (Francia) y estudios sobre la elasticidad del aire, todo relacionado con los fluidos. En ese mismo tiempo, interesado en los trabajos de Torricelli, Blas Pascal (1623- 1662) clarifico los principios del Barómetro y  la distribución de presiones, creando lo que hasta la fecha se conoce como la “La Ley de Pascal”.

            Tras los avances de Pascal en la materia, se despierta la atención del científico ingles, Sr Isaac Newton (1643-1727) quien además de sentar las bases de la mecánica clásica gracias a la ley de gravitación universal y el desarrollo del cálculo integral y diferencial, aporta avances importantes enunciando la Ley de la Viscosidad, definida como la relación entre el esfuerzo cortante y la tasa de deformación de un fluido, también enuncio la Ley para la convección de un Fluido.

Posteriormente contribuye a la materia el matemático holandés Daniel Bernoulli 81700-1782) a quien se le acredita haber escrito el primer manual de mecánica de fluidos y haber enunciado la ecuación de Bernoulli, que une la energía cinética, potencial y la presión de un fluido de forma aproximada que permite facilitar los cálculos.

            Luego interviene Leonard Euler (1707-1783) quien desarrolla sus ecuaciones (Las ecuaciones de Euler) que relacionan velocidad, energía interna, presión y la densidad, estas ecuaciones son las que dan base q las desarrolladas por los físicos George Stokes (1819-1903) y Claude- Louis Navier (1785-1836), con las denominadas ecuaciones Navier-Strokes. Dichas ecuaciones unen la ecuación diferencial vectorial de la cantidad de movimiento con la ecuación de continuidad, una forma de la ecuación de la energía y dos ecuaciones termodinámicas para crear un sistema determinado.

            George Stokes también introdujo el concepto de numero de Reynolds, el cual fue bautizado y popularizado por Osbome Reynolds (1842-1912) en 1883. En biología y biofísica, el número de Reynolds determina las reacciones entre la masa y la velocidad del movimiento de microorganismos en el seno de un líquido.

            La mecánica de fluidos moderna nace con Ludwin Pandit (1875-1953) quien realiza una síntesis entre la hidráulica práctica y la hidronamica teórica, revolucionando de esta manera los estudios de flujos de viscosidad baja específicamente en sistemas turbulentos.

Una época muy importante que queda en la historia de la mecánica de fluidos, es la que transcurre el siglo XX, debido a que muchos avances científicos que se habían planteado o iniciado anteriormente, pudieron ser alcanzados. En este siglo se oficializaron y potenciaron tanto proyectos como experimentos, los cuales a fin de cuentas tuvieron su estocada final para ser perfeccionados.

            Dando un salto a los años 1930-1940, investigadores como Nikuratse, Blassius, White y Colebrook ejecutaron pruebas y proyectos relatantes como lo que fue el gran adelanto en el estudio de fluidos con gradientes de presión, es decir, tuberías. Por otra parte, la intervención de Bakhmeteff, Engels, Focheimer, Freeman y Gibson, fue interesante para progresar proyectos en base al análisis dimensional y en los modelos hidráulicos.

           

            La época comenzada anteriormente, comienza a ser protagonizada por uno de los inventores más importante, el señor Lester Allen Pelton (1829-1908),quien fabricó con sus propios medios una serie de instrumentos que beneficiaron en cuanto a la facilidad a la explotación del oro. El primer método practico para obtener fuerza hidráulica en Norte América fue propuesto por este señor cuando su trituradora mineral fallaba, por lo que tuvo que usar una rueda hidráulica que se presentaba en un salto cercano a la mina. Fue en 1925 cuando se coloco en marcha la primera turbina Kaplan de grandes dimensiones.

            Lord Rayleigh, mejor conocido como Jhon William Strutt (1841-1919) es el físico que le sigue cronológicamente, quien a partir de su trabajo acerca de las densidades de los gases más importantes de la atmosfera recibe el premio Nobel y el cual como descubrimiento o hecho relevante introductorio, establece el elemento Argón. Cabe destacar que su invento más grandioso fue el disco de Rayleigh, un aparato que era capaz de medir la velocidad de propagación de las ondas acústicas, formando por un tubo horizontal y un pequeño disco de mica.

            Posterior a Rayleigh, se introduce a esta historia, George Howard Darwin 81845-1912) cuyos estudios de materas de los océanos, la presión de arenas movedizas terremotos poco intensos y la elasticidad de la tierra, donde así como producto, el mejor trabajo realizado, relacionado con uno de sus estudios “Las Mareas”. Este trabajo a pesar de que era muy relacionado con la luna, fue basado en distintas teorías de Laplace que tenían hipótesis como el agua , la cual se entendía como homogénea, como las fuerzas de disipación (las cuales se consideraban despreciables), la rigidez de las cuencas oceánicas y la amplitud mínima de  la marea en comparación con la profundidad del agua.

            Finalmente, esta gran época de inventos acertados recibe a uno de los investigadores más grandes que existió, Albert Einstein (1879-1955), quien en 1905 publicó en una prestigiosa revista alemana, un conjunto de cuatro artículos, que revolucionaria el conocimiento humano adquirido hasta ahora. El primero determinado Movimiento Browniano o el Zigzag de las partículas en suspensión en un liquido en reposo, el segundo investigaba la causa y efecto fotoeléctrico, posteriormente le presento al mundo su teoría de la relatividad y por último, el que explicaba el desarrollo matemático de la teoría espacial de la relatividad.

Bibliografía

1.       Moreno, O. A. Historia de la Mecánica de Fluidos en el siglo XX. Escuela de Ingeniería de Antioquía. http://fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/historia/historiafluidossxx/historiamcafluidossxx.html.

2.       Morales, A; García, J; Escalante, E. Mecánica de Fluidos: Antecedentes y Actualidad. Google Libros. https://books.google.co.ve/books?id=F_T0BUqzVhsC&pg=PA37&dq=Mecanica+de+fluidos&hl=es&sa=X&redir_esc=y#v=onepage&q=Mecanica%20de%20fluidos&f=false.

3.  Duarte, C; Niño, J. Introducción a la Mecánica de Fluidos. Google Libros. https://books.google.co.ve/books?id=ETqRTGieUyYC&pg=SA1-PA1&lpg=SA1-PA1&dq=Desarrollo+hist%C3%B3rico+de+la+mec%C3%A1nica+de+fluidos&source=bl&ots=O43RZAC0Y4&sig=IYhmfAHaYLLXHKK_fI2qYAvjc2U&hl=es-419&sa=X&ved=0ahUKEwj95eXS4MPLAhWFkx4KHQzMAB04FBDoAQg_MAc#v=onepage&q=Desarrollo%20hist%C3%B3rico%20de%20la%20mec%C3%A1nica%20de%20fluidos&f=false.