1. ¿Sabías que?
¿Cómo es posible que pueda levantarse un coche de 800 kg accionando una
palanquita con una sola mano, para cambiarle la rueda que se ha pinchado?
¿Puedes tú levantar a una o dos personas que se coloquen sobre la plataforma,
moviendo casi sin esfuerzo la palanca? ¿Qué es un gato hidráulico?
Un gato hidráulico es un aparato que se sirve de un conocido principio físico, el de
Pascal, para desempeñar su labor. Este principio establece que la presión ejercida
en un punto de un fluido, encerrado en un recipiente, se transmite con igual
intensidad a todos los puntos de él.
Imagina un montaje como el de la figura, con dos pistones, uno mucho mayor que
el otro. Si sobre el pistón pequeño se ejerce una presión, ésta se transmite con
igual intensidad a todos los puntos del líquido hasta llegar al pistón grande, y éste
se desplaza hacia arriba. La particularidad está en que, ejerciendo una fuerza
pequeña en el pistón menor, se pueden levantar grandes pesos, aunque más
despacio.
¿Qué es el gato mecánico?
El gato (o "gata" en Chile y en Perú) es una máquina empleada para la elevación
de cargas mediante el accionamiento manual de una manivela o una palanca.
Se diferencian dos tipos de gatos mecánicos, según su principio de
funcionamiento:
1. Gatos mecánicos. Los gatos mecánicos disponen de un
engranaje de piñón y cremallera o de un husillo.
2. Gatos hidráulicos. Disponen de una prensa hidráulica para obtener
la ventaja mecánica necesaria.

2. Funcionamiento de un gato hidráulico
Su funcionamiento se basa en el principio de Pascal, que básicamente dice que un
fluido reparte su presión en todos los puntos por igual; esto es decir, que todos los
puntos del liquido estan a la misma presión.
Como presión es P = F/A (fuerza sobre área), se puede utilizar el principio de
Pascal para obtener una fuerza mayor en un extremo de un compartimiento donde
hay un liquido, aumentando el área de donde se obtiene esta fuerza.
Para ser más claros: se aplica una fuerza F1 sobre un extremo donde el área de
aplicación es A1. Si en el otro extremo el área A2 es mayor que A1, F2 debe ser
también mayor (en la misma proporción) que F1, para que la relación F1/A1 y
F2/A2 sean iguales y se cumpla el principio de Pascal (es decir, que las presiones
del liquido en ambos extremos son iguales).
Puede caber la pregunta: ¿Obtengo una fuerza adicional de la nada?
Por supuesto que no, el principio de conservación de la energía exige que toda la
energía utilizada en levantar el auto haya sido aplicada por la persona. Como
trabajo es Fuerza x Distancia, lo que este instrumento nos permite es aplicar una
fuerza pequeña sobre una distancia grande, para obtener en el otro extremo una
fuerza grande en una distancia corta... si alguna vez utilizaste un gato te habrás
dado cuenta que tienes que empujar durante un recorrido mucho más largo que lo
que se levanta el auto... La energía en definitiva se conserva.
Cilindros de Simple Efecto o de Accionamiento Simple
(Single-Acting Cylinder).
Cuando es necesaria la aplicación de fuerza en un solo sentido. El fluido es
aplicado en la cara delantera del cilindro y la opuesta conectada a la atmósfera
como en la figura 6-9. El cilindro tipo pistón de accionamiento simple es similar en

3. diseño y operación al cilindro simple tipo émbolo. El cilindro tipo pistón de
accionamiento simple utiliza la presión del fluido para proporcionar la fuerza en
una dirección, y la tensión de un resorte, la gravedad, el aire comprimido, o el
nitrógeno se utiliza para proporcionar la fuerza en la dirección opuesta. La figura
adjunta muestra un cilindro actuador de accionamiento simple, cargado con
resorte, tipo pistón. En este cilindro el resorte está situado en el lado del vástago
del pistón. En algunos cilindros por resorte, el resorte está situado en el lado
vacío, y el puerto fluido está en el lado del vástago del cilindro.
Fig.: Cilindros actuadores a pistón de accionamiento simple a resorte.
Una válvula de control direccional de tres vías se utiliza normalmente para
controlar la operación del cilindro de pistón de simple efecto. Para extender el
vástago del pistón, el fluido bajo presión es dirigido a través del puerto en el
cilindro (ver figura adjunta). Esta presión actúa en la superficie del lado vacío del
pistón y fuerza el pistón a la derecha. Esta acción mueve el vástago al lado
derecho, a través del cabezal del cilindro, moviendo así la unidad accionada en
una dirección. Durante esta acción, el resorte es comprimido entre el lado del
vástago del pistón y el cabezal del cilindro. La longitud de la carrera depende de
los límites físicos dentro del cilindro y del movimiento requerido de la unidad
accionada.
Después de que la carrera de retroceso se ha completado, el pistón es retornado a
su posición original por la acción de un resorte interno, externo, o gravedad u otro
medio mecánico. El fluido actúa sobre el área "neta" del pistón por lo tanto para el
cálculo de fuerza debe restarse el área representada por el vástago.
Para contraer el vástago del pistón, la válvula de control direccional se mueve a la
posición de trabajo opuesta, que libera la presión en el cilindro. La tensión de
resorte fuerza el pistón al lado izquierdo, contrayendo el vástago del pistón y
moviendo la unidad accionada en la dirección opuesta. El fluido está ahora libre de
desplazarse desde el cilindro, a través del puerto, retornando a través de la válvula
de control a la línea de retorno en sistemas hidráulicos o a la atmósfera en
sistemas neumáticos.
El extremo del cilindro opuesto a la entrada de fluido se ventea a la atmósfera.
Esto evita que el aire quede atrapado en esta área. Cualquier aire atrapado se

4. comprimiría durante el movimiento de extensión, creando una sobrepresión en el
lado del vástago del pistón. Esto causaría un movimiento lento del pistón y podría
producir un eventual bloqueo completo, evitando que la presión del fluido mueva el
pistón.