Fundamentos de Neumática e Hidráulica: Conceptos y Cálculos Técnicos

1. Diferencias entre Neumática e Hidráulica

• Neumática: Utiliza aire comprimido, trabaja a presiones bajas (6–10 bar), permite movimientos rápidos, genera menor fuerza y destaca por ser un sistema limpio y seguro.
• Hidráulica: Utiliza aceite como fluido, trabaja a altas presiones, genera grandes fuerzas y permite movimientos más lentos pero de alta precisión.

2. Niveles de trabajo en sistemas neumáticos

Existen dos niveles de trabajo en un sistema neumático manual:

• 0: Reposo.
• 1: Actuado.

3. Unidades de presión en neumática

La presión se expresa comúnmente en:

• Pascal (Pa)
• Bar
• Psi (libras por pulgada cuadrada)

4. Equivalencias de unidades

• 1 bar = 100 000 Pa
• 1 bar = 14,5 psi

5. Unidades del Sistema Internacional (SI)

• Distancia: metro (m)
• Área: metro cuadrado (m²)
• Volumen: metro cúbico (m³)
• Masa: kilogramo (kg)
• Fuerza: Newton (N)
• Tiempo: segundo (s)
• Presión: Pascal (Pa)

6. Ley de Newton

La fuerza se define mediante la fórmula: F = m · a (Fuerza = masa × aceleración).

7. Simbología de elementos neumáticos

1. Válvula 3/2 vías: Accionamiento manual, retorno por resorte.
2. Válvula 5/2 vías: Accionamiento doble.
3. Cilindro de doble efecto.
4. Cilindro de simple efecto.
5. Válvula 2/2 vías: Normalmente cerrada.

8. Ejercicios de cálculo de presión

Fórmulas utilizadas: F = m · g | P = F / A

Caso 1: Pieza metálica (7,5 kg, 15 cm × 25 cm)

• Área: 0,0375 m²
• Peso (Fuerza): 73,58 N
• Presión: 1962 Pa (0,0196 bar / 0,285 psi)

Caso 2: Caja de herramientas (25 kg, 39,5 cm × 27 cm)

• Área: 0,10665 m²
• Peso (Fuerza): 245,25 N
• Presión: 2298 Pa (0,0229 bar / 0,333 psi)

9. Funcionamiento del circuito neumático

El sistema opera bajo la siguiente secuencia:

• El compresor genera el aire comprimido necesario.
• El aire atraviesa la unidad de mantenimiento (filtro, regulador y lubricador).
• El flujo se dirige a válvulas direccionales que controlan dos cilindros de doble efecto.
• Los pulsadores y finales de carrera actúan como emisores de señales para las válvulas.
• Los cilindros ejecutan la secuencia de movimiento según la lógica de señales establecida.