Anche se non sono solidi, i fluidi come l'acqua hanno la notevole capacità di svolgere un lavoro utile. L'idraulica, la branca della scienza che studia le proprietà meccaniche dei fluidi, ha aiutato le persone a inventare freni, ascensori, compattatori e altri dispositivi che rendono la vita comoda, produttiva e più sicura.

Ascensori idraulici e potenza dei fluidi

Blaise Pascal ha derivato una legge che spiega come le persone possono sfruttare il potere dei fluidi. Quando si applica la pressione al liquido in un contenitore confinato, tale pressione trasmette ugualmente a tutti gli altri punti nel contenitore. Secondo la legge, è anche possibile che un sistema idraulico moltiplichi le forze. Un sollevatore idraulico per auto, ad esempio, utilizza questi principi per aiutarti a sollevare migliaia di sterline usando le mani. Si preme verso il basso per applicare una piccola forza a una parte del fluido del martinetto, e la forza si moltiplica quanto basta per sollevare un'auto.

Frenatura idraulica

Assistete all'idraulica in azione ogni volta che guidate un veicolo o vedere un passaggio. Il sistema di frenatura di un veicolo ha diversi componenti critici e uno di questi arriva in una bottiglia o lattina. Il liquido dei freni, un liquido idraulico, è così importante che i sistemi frenanti potrebbero fallire senza di esso. Quando si preme il piede su un pedale del freno, si muovono un pistone e un'asta in una pompa principale. Questo movimento esercita la forza sul fluido idraulico vincolato all'interno delle linee dei freni. A causa della legge di Pascal, la pressione si muove attraverso le linee, preme contro un altro cilindro e fa battere le ruote e le pastiglie del veicolo contro il disco o il tamburo e rallenta le ruote.

Aerei e sistemi idraulici

Oltre ad aiutare gli aerei a rallentare sulle piste, i sistemi di alimentazione idraulica gestiscono i flap, il carrello di atterraggio e le superfici di controllo del volo. I liquidi idraulici fanno ciò trasferendo le forze applicate in una posizione ai controlli in un altro punto sul piano. La pressione operativa nell'impianto idraulico di un aeroplano può variare da 200 a 5.000 psi. La flotta di navette spaziali americane conteneva sistemi idraulici che potevano funzionare in assenza di gravità e nel duro ambiente dello spazio.

La potenza del liquido per comprimere le sostanze

I compattatori di rifiuti idraulici sfruttano anche il fatto che una piccola quantità di pressione su un fluido contenuto può produrre una forza più forte altrove nel sistema. Prima che i rifiuti arrivino in una discarica, i camion della spazzatura con le braccia idrauliche compattano la spazzatura per occupare meno spazio. La compattazione dei rifiuti aiuta a salvare l'ambiente e impedisce che le discariche si riempiano così rapidamente. Alberghi, ristoranti e altre aziende che producono rifiuti possono sfruttare la potenza della meccanica dei fluidi acquistando compattatori di rifiuti idraulici.

Tutti i fluidi idraulici non sono simili

Viscosità, che misura la resistenza del liquido al flusso, è una proprietà importante del fluido idraulico che influenza l'efficienza di un sistema idraulico. I fluidi che scegliete per un sistema idraulico devono avere un livello di viscosità così elevato da ostacolare il flusso, con conseguente aumento della temperatura e perdita di potenza.