Fuente de Herón

Principio físico que ilustra

El principio de Bernoulli, describe el comportamiento de un flujo laminar moviéndose a lo largo de una corriente de agua.

 

Fue expuesto por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica (1738) y expresa que en un fluido ideal (sin viscosidad ni rozamiento) en régimen de circulación por un conducto cerrado, la energía que posee el fluido permanece constante a lo largo de su recorrido. 

La siguiente ecuación es conocida como la "Ecuación de Bernoulli"

Donde:
V = velocidad del fluido en la sección considerada.
p = densidad del fluido.
P = presión a lo largo de la línea de corriente.
g = aceleración gravitatoria
h = altura en la dirección de la gravedad desde una cota de referencia.

Para aplicar la ecuación se deben realizar los siguientes supuestos:

 

• Viscosidad (fricción interna) = 0 Es decir, se considera que la línea de corriente sobre la cual se aplica se encuentra en una zona 'no viscosa' del fluido.

• Caudal constante

• Flujo incompresible, donde ρ es constante.

 

Un ejemplo de aplicación del principio lo encontramos en el flujo de agua en tubería.

Descripción

La famosa "Fuente de Herón" consta de tres vasijas: una superior abierta, A y dos de forma esférica, B y C, herméticamente cerradas, de tal modo que no se deje pasar el aire u otros fluidos. Éstas vasijas están unidas entre sí por tres tubos dispuestos. Cuando en la vasija A hay un poco de agua, la esfera B está llena de líquido y la C de aire, logrando así que la fuente empiece a funcionar. El agua pasa por el tubo de A a C, lo cual hace que el aire pase de esta esfera a la B y el agua de B, presionada por el aire que entra, sube por el tubo y forma la fuente sobre la vasija A. Cuando la esfera B se queda vacía, el surtidor deja de echar agua. 

La fuente de herón

Fundamento teórico

La fuente de Herón es una máquina hidráulica inventada por el físico Herón de Alejandría.

 

Herón de Alejandría fue un ingeniero y matemático helenístico que destacó en Alejandría (en la provincia romana de Egipto); ejerció de ingeniero en su ciudad natal, Alejandría. Este griego es considerado uno de los científicos e inventores más grandes de la antigüedad y su trabajo es representativo de la tradición científica helenista.

El principio de Bernoulli dice que la energía de un fluido en cualquier momento consta de tres componentes:

 

• Cinética: es la energía debida a la velocidad que posea el fluido.
• Potencial gravitacional: es la energía debido a la altitud que un fluido posea.
• Energía de flujo: es la energía que un fluido contiene debido a la presión que posee.