¿Por qué los sistemas hidráulicos usan fluidos especiales? ¿Qué tiene de malo el agua?

Como un lego hidráulico que piensa en sistemas hidráulicos, parece que el factor importante es tener un líquido que no se comprima mucho o nada. ¿El agua no cumple con este requisito, y qué otras propiedades debería tener el líquido (si lo hubiera) que el agua no tiene?

El agua cumple con los requisitos de baja compresibilidad, pero hay muchas otras consideraciones en el diseño de un sistema hidráulico:

• Punto de ebullición / presión de vapor: si el sistema se calienta durante la operación, el fluido puede hervir, lo que resulta en una alta compresibilidad y, por lo tanto, disminuye la efectividad del sistema hidráulico. El fluido hidráulico tiene un punto de ebullición más alto que el agua para ayudar a combatir esto. Relacionado con esto está el concepto de presión de vapor. Los sistemas hidráulicos a menudo involucran pequeños orificios, que pueden causar cavitación (ebullición localizada). Esta cavitación tiene los mismos efectos que la ebullición y puede causar daños por picaduras a los componentes cerca de la región cavitada. El fluido hidráulico tiene una presión de vapor más baja que ayuda aquí.

• Punto de congelación: No sería bueno que las líneas de freno de su automóvil se congelaran cada vez que hacía frío afuera. La mayoría de los fluidos hidráulicos tienen puntos de congelación mucho más bajos para evitar que esto suceda en circunstancias normales.

• Oxidación / corrosión: el agua, al ser un electrolito, causará óxido dentro de las líneas tan pronto como el aire inevitablemente se filtre en el sistema o el sistema no se purgue correctamente. El agua también exacerbará la corrosión galvánica cuando se utilicen metales diferentes en el sistema.

• Lubricación: los componentes hidráulicos usan sellos y a menudo involucran interfaces deslizantes (cilindros y carretes, por ejemplo). Usar un aceite como fluido significa que el fluido de trabajo también puede funcionar como lubricante.

• Crecimiento orgánico: si se pudiera garantizar agua perfectamente destilada y un sistema cerrado, esto no sería un problema. Pero en la práctica, este nunca es el caso. Los fluidos hidráulicos a base de aceite son mucho menos propicios para el crecimiento orgánico que el agua.

El agua se usa en algunos sistemas donde otras consideraciones prevalecen sobre estas (por ejemplo, algunas aplicaciones de grado alimenticio), pero para una amplia variedad de aplicaciones, los fluidos hidráulicos a base de aceite son la mejor opción debido a las consideraciones de diseño anteriores.

En términos de interés histórico, se utilizó agua en los primeros frenos hidráulicos y muy pronto se hicieron evidentes los problemas obvios de congelación (debido a la temperatura ambiente) y ebullición (debido al uso intensivo de los frenos).

Para comenzar a evitar la congelación, se usaron alcoholes y mezclas de glicerol / agua, pero los problemas aún eran evidentes.

La fuga fue una, pero los sellos se desarrollaron pronto para curar eso, en 1921.

Esto condujo a la progresión a las opciones actuales de aceites minerales (Citroen todavía los usa), así como productos de glicol / éter y silicona.

Ver: https://www.total.co.in/advice/brake-fluid.html

https://didyouknowcars.com/the-history-of-brakes/

Incluso la presencia de agua en aceite hidráulico.dañará los componentes del sistema. Entonces puede pensar qué sucederá cuando elija el agua como fluido hidráulico. Se selecciona un fluido hidráulico dependiendo de la aplicación que realizará el sistema. Para los sistemas que operan a alta temperatura, se pueden usar fluidos resistentes al fuego y para los sistemas que operan a baja temperatura con fluidos a base de petróleo. El agua se considera una selección incorrecta debido a muchas razones. El fluido hidráulico tiene muchas funciones, como proporcionar lubricación y sellado, transferencia de calor y generación de energía. Pero, mientras se usa el agua, la mayoría de estas funciones no se pueden lograr. El agua reducirá la resistencia de la película lubricante y, por lo tanto, se producirán fugas internas o externas. Además, las moléculas de agua provocarán la oxidación / corrosión de las superficies metálicas.