Fundamentos de neumática e hidráulica: presión, compresores, actuadores y bombas

1. Definición de presión y fórmula

La presión (P) es la fuerza ejercida por unidad de superficie:

P = F / A

Donde:

• F: Fuerza aplicada.
• A: Área o superficie sobre la que actúa la fuerza.

Por lo tanto, la relación se expresa como: F = P × A.

2. Elementos de los circuitos neumáticos e hidráulicos

Los componentes fundamentales que integran estos circuitos son:

• Elemento generador de energía: Proporciona la potencia al fluido.
• Elementos de transporte: Tuberías y conductos.
• Actuadores: Transforman la energía del fluido en trabajo mecánico.
• Elementos de mando y control: Válvulas que dirigen y regulan el flujo.

3. El compresor: definición y tipologías

Es el elemento encargado de proporcionar el aire a presión al circuito. Se pueden clasificar principalmente en:

• Alternativo: Basado en un mecanismo de sistema biela-manivela. Su funcionamiento es semejante al de un motor de combustión interna de un vehículo.
• Rotativo: Está formado por una cámara de compresión y un rotor. Al girar el rotor, el compresor aspira el aire y lo comprime en la cámara. Existen varios tipos, destacando el compresor de paletas y el de tornillo.

4. Clasificación de los actuadores según su movimiento

Según el tipo de movimiento que realizan, los actuadores se clasifican en:

• Rotativos: Son motores que producen el movimiento rotativo de un eje.
• Alternativos: Son los cilindros, que pueden ser de simple efecto o de doble efecto.

5. Elementos de protección y mantenimiento

Estos componentes tienen como objetivo proteger el circuito de sobrepresiones, prolongar su durabilidad y permitir obtener un mayor rendimiento. Los tipos principales son:

• Secador
• Lubricador
• Válvula de escape
• Filtro
• Unidad de mantenimiento
• Silenciador

6. Función del silenciador

El silenciador sirve para disminuir el ruido provocado por la salida del aire a la atmósfera. Está situado en la salida del circuito y se representa mediante su símbolo normalizado correspondiente.

7. Principio de Pascal y definición de Caudal

Principio de Pascal

Al aplicar una fuerza a un líquido contenido en un recipiente cerrado, la presión se transmite por igual a todos los puntos del líquido, con independencia de la forma del recipiente.

Caudal (Q)

Es la cantidad de fluido que pasa a través de una sección del circuito por unidad de tiempo. Se mide habitualmente en L/s (litros por segundo).

Fórmula del Caudal:

Q = Volumen del fluido / tiempo

8. Tipos de bombas hidráulicas

En los sistemas hidráulicos, existen principalmente dos tipos de bombas:

• Bomba de engranajes: Es la más sencilla en su composición y también la más económica. Aunque posee un bajo rendimiento en comparación con otras, es la más empleada en la industria.
• Bomba de tornillos: Está formada por dos o tres tornillos helicoidales engranados entre sí dentro de una carcasa. Se caracteriza por ser muy silenciosa y no producir vibraciones durante su funcionamiento.