Principio Bernoulli: sujetar con sobrepresión

Artículo del 24 de mayo de 2013 

El principio Bernoulli aplicado en sistemas de automatización

El principio de Bernoulli, aunque conocido desde hace más de 250 años, sigue siendo fascinante hasta el día de hoy. Este principio es elemental para la mecánica de fluidos, trátese de gases o de líquidos. Lo descubrió el matemático y físico suizo Daniel Bernoulli. En términos simples, se trata de lo siguiente: cuando un fluido (por ejemplo, aire) fluye con rapidez junto a un objeto, se produce un vacío. Por lo tanto, no se expele ese objeto, como quizás podría esperarse, sino que, más bien, se aspira.

Los aviones aprovechan este sorprendente efecto, que les confiere la fuerza ascendente que necesitan para volar. Pero también los motociclisas conocen el efecto: si adelantan a un camión a alta velocidad, el aire fluye rápidamente entre su cuerpo y la estructura del vehículo. Se produce un vacío, por lo que motociclista está expuesto a una fuerza que lo desplaza hacia el camión. Para entender el efecto Bernoulli basta realizar un experimento muy sencillo. Al colocar dos hojas de papel delante de la boca, y siendo la distancia entre las hojas de unos diez centímetros, al soplar desde arriba entre ellas, podemos observar que las hojas se acercan entre sí. Este efecto lo provoca el vacío ocasionado por el aire que fluye entre las dos hojas.

El principio Bernoulli aplicado en sistemas de automatización

En la técnica de la automatización, el principio Bernoulli se aprovecha, por ejemplo, en las pinzas tipo Bernoulli. Esta solución es especialmente apropiada para la manipulación de piezas muy sensibles como, por ejemplo, placas de silicio. Estas placas extremadamente delgadas se utilizan en la fabricación de células solares. Las piezas se sujetan mediante el vacío que se aplica en la pinza. Aunque el aire fluye hacia la pieza, al mismo tiempo se produce un efecto de succión debido al principio Bernoulli, manteniéndose una ínfima distancia entre la pieza y la pinza. De esta manera es posible sujetar piezas con superficies porosas o irregulares, lo que no se podría hacer con una pinza de vacío. La manipulación de una pieza sin establecer contacto con ella evita que se deforme.

Pinzas tipo Bernoulli de Festo

Pinzas tipo Bernoulli de Festo

Festo ha optimizado la tecnología de las pinzas tipo Bernoulli. Gracias su estructura más propicia para el flujo y debido a un mejor aprovechamiento de las superficies, Festo ha logrado cuadruplicar la fuerza de sus pinzas (en comparación con pinzas similares de otros fabricantes). Adicionalmente, logró minimizar el nivel de ruidos. Los expertos de Festo mejoraron la estructura de la pinza, evitando que se formen remolinos de aire grandes, que son los que ocasionan los ruidos. En la actualidad, estas pinzas se utilizan principalmente en la industria fotovoltaica. Pero los expertos de Festo consideran que también podrían utilizarse para la manipulación de placas y tejidos de fibra de carbono o placas de circuitos impresos.