proceso productivo basada en los principios de la física.
Ejemplo: El proceso de transportación de materiales en una fábrica utilizando una grúa hidráulica y un sistema de tuberías neumáticas para mover productos de una estación de trabajo a otra.
Problema: En una fábrica de ensamblaje, los materiales pesados, como piezas metálicas o componentes grandes, deben ser transportados desde una zona de carga hasta una zona de montaje. Actualmente, los trabajadores levantan y mueven estas piezas manualmente utilizando carretillas o montacargas, lo que genera un alto consumo de energía, riesgos de lesiones laborales y tiempo de inactividad debido al esfuerzo físico.
para solucionar esto se implementara un sistema hidráulico de grúas para levantar y mover las piezas pesadas con una fuerza mínima aplicada por el operador. Además, se instalará un sistema de tuberías neumáticas para mover productos más pequeños y ligeros de manera más eficiente.
1 Grúa Hidráulica: Aplicación del Principio de Pascal
El principio de Pascal establece que en un fluido confinado, una presión aplicada en cualquier parte del fluido se transmite de manera uniforme a todas las partes del fluido. Esto permite que una grúa hidráulica pueda levantar objetos pesados con una fuerza mínima aplicada por el operador.
La grúa utilizará un sistema de pistones: el pistón pequeño (con una pequeña área) recibirá la fuerza aplicada por el operador, y el pistón grande (con un área mayor) levantará la carga pesada. La presión aplicada en el pequeño se transmite al grande, aumentando la fuerza disponible para levantar objetos pesados.
- Fórmula de la ley de Pascal:
- F1/A1=F2/A2
F1 y F2 son las fuerzas en los dos pistones, A1 y A2 son las áreas de los pistones pequeños y grandes, respectivamente.
Gracias a esta ley, con una fuerza pequeña aplicada sobre un área pequeña, se puede generar una fuerza grande en el pistón grande, lo que facilita el levantamiento de cargas pesadas sin esfuerzo humano significativo.
2.Sistema de Tuberías Neumáticas: Aplicación de la Dinámica de Fluidos
Principio de la Dinámica de Fluidos: El principio de la dinámica de fluidos establece que un fluido (como el aire comprimido) puede transportar objetos a través de un conducto si se controla adecuadamente la presión. Este principio es la base de un sistema de tuberías neumáticas.
implementación del Sistema Neumático:
- Se instalarán tuberías conectadas a compresores de aire que generen presión para mover los materiales livianos (por ejemplo, paquetes, piezas pequeñas, etc.) de un lugar a otro dentro de la fábrica.
- Utilizando boquillas de succión, los objetos pequeños serán aspirados por las tuberías y desplazados de manera eficiente.
- La presión del aire será ajustada para garantizar que los objetos se transporten sin causar daños y de manera rápida.
- la mejora en este proceso productivo utilizando principios de la física, como la ley de Pascal (para la grúa hidráulica) y la dinámica de fluidos (para el sistema neumático), permite optimizar el transporte de materiales pesados y ligeros dentro de una fábrica. Esta solución no solo mejora la eficiencia y seguridad, sino que también contribuye al bienestar de los trabajadores.