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Efecto Venturi ___________________________________________

El efecto fue mostrado en 1797 y recibe el nombre del científico italiano que lo descubrió: Giovanni Battista Venturi. El efecto Venturi (también conocido a efectos prácticos como tubo de Venturi) consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor. El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la energía si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.

Esquema del efecto Venturi

En fluidos (gas y líquidos) que se desplazan por una conducción, a mayor velocidad del fluido, menor es la presión que ejercen sobre las paredes.Interpretación cinética del efecto Venturi: En un fluido que no se desplaza por una conducción la presión, consecuencia de los choques, es la misma en todos los puntos de la pared que lo contiene. En un fluido que se desplaza, disminuye el número de choques con las paredes y como consecuencia la presión. A mayor velocidad de desplazamiento menor es la presión.

Hay diversas aplicaciones del efecto Venturi: hidráulica, aeronáutica, airsoft, motor, hogar, neumática, cardiología, acuarofilia y en los propios tubos de Venturi.Un tubo de Venturi es un dispositivo que se diseñó en un primer momento con el fin de medir la velocidad de un fluido que se desplaza por una conducción aprovechando el efecto Venturi. Sin embargo, algunos se utilizan para acelerar la velocidad de un fluido obligándole a atravesar un tubo de forma cónica. Estos modelos se utilizan en diversos artefactos en los que ha de tenerse en cuenta de modo relevante la velocidad del fluido y constituyen la base de aparatos como el carburador.La aplicación inicial de medida de velocidad de un fluido consiste en un tubo formado por dos secciones cónicas unidas por un tubo estrecho en el que el fluido se desplaza consecuentemente a mayor velocidad. La presión en el tubo Venturi puede medirse por un tubo vertical en forma de U conectando la región ancha y la canalización estrecha.

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La diferencia de alturas del líquido en el tubo en U permite medir la presión en ambos puntos y consecuentemente la velocidad. Actualmente este sistema puede ser sustituido por simples manómetros (que miden la presión). Cuando se utiliza un tubo de Venturi hay que tener en cuenta un fenómeno que se denomina cavitación. Este fenómeno ocurre si la presión en alguna sección del tubo es menor que la presión de vapor del fluido. Para este tipo particular de tubo, el riesgo de cavitación se encuentra en la garganta del mismo, ya que aquí, al ser mínima el área y máxima la velocidad, la presión es la menor que se puede encontrar en el tubo. Cuando ocurre la cavitación, se generan burbujas localmente, que se trasladan a lo largo del tubo. Si estas burbujas llegan a zonas de presión más elevada, pueden colapsar produciendo así picos de presión local con el riesgo potencial de dañar la pared del tubo.

Experimento 1 ___________________________________________ Material utilizado • Tubo de plástico de 29 cm de longitud y ø (diámetro) 1 cm. • Un papel de periódico (dos hojas unidas). • Una vara delgada de sostén cualquiera (en nuestro caso utilizamos un tubo de plástico).

ObjetivoSoplando mediante el tubo entre ambas hojas éstas se juntan, en vez de separarse.

ExplicaciónAl disminuir la presión en el interior los papeles se cierran por la acción de la presión exterior (al soplar, el aire de dentro ejerce menos presión que el aire de fuera). Esto se debe al efecto Venturi: a mayor velocidad de desplazamiento de un fluido (en este caso gas) menor es la presión que ejerce.

Experimento 2 ___________________________________________ Material utilizado • Tubo de plástico de 55 cm de longitud y ø 1 cm, unido a un embudo de plástico de ø exterior 7 cm y ø interior 1 cm. • Una bola de ping-pong.

ObjetivoColocando el embudo hacia arriba y soplando, por más que lo hagamos, la bola no se desplaza.

ExplicaciónLa bola no se eleva porque disminuye la presión del embudo debido a la velocidad del aire que se desplaza por el tubo. La presión atmosférica, que es ahora mayor, es la que impide que la bola se eleve.

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Experimento 3 ___________________________________________ Material utilizado • Tubo de plástico de 55 cm de longitud y ø 1 cm, unido a un embudo de plástico de ø exterior 7 cm y ø interior 1 cm. • Una bola de ping-pong.

ObjetivoColocando el embudo hacia abajo y soplando por el tubo la bola no cae (mientras soplemos).

ExplicaciónLa bola no cae porque disminuye la presión del embudo debido a la velocidad del aire que se desplaza por el tubo. La presión atmosférica impide que la bola caiga.

Experimento 4 ___________________________________________ Material utilizado • Un secador corriente. • Una bola de ping-pong.

ObjetivoEncendiendo el secador mientras la bola de ping-pong se apoya en la parte por la que sale el aire, dicha bola se elevará y se mantendrá en la corriente del aire producida por el secador, sin caerse.

ExplicaciónCuando la bola intenta salir de la corriente de aire, por la parte de la bola sometida a la acción del aire, por el efecto Venturi, la presión es más pequeña que por la zona de la bola por donde no llega aire. La presión exterior impide que la bola salga de la corriente de aire.

Experimento 5 ___________________________________________ Material utilizado • Tubo de plástico de 55 cm de longitud y ø 1 cm, unido por la parte superior al tapón de una botella de plástico seccionada por la base y por la parte inferior a un embudo de plástico de ø exterior 5 cm y ø interior 1 cm.

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• Una bola de ping-pong.

ObjetivoColocando la estructura verticalmente y echando agua en la botella el agua, ésta se desplazará por el tubo y llegará al embudo, donde está la pelota, que no caerá por el efecto Venturi.

ExplicaciónLa bola no cae porque disminuye la presión del embudo debido a la velocidad del agua que se desplaza por el tubo. La presión atmosférica, al ser mayor, impide que la bola caiga.

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