Manual Técnico de Neumática: Actuadores, Válvulas y Conducciones

Tuberías y Conducciones en Sistemas Neumáticos

Tuberías Metálicas

• Ventajas: Elevada resistencia mecánica.
• Inconvenientes: Corrosión, rugosidad interna (que provoca pérdida de presión), posibles desprendimientos de partículas, uniones roscadas con riesgo de pequeñas fugas e instalación más lenta y especializada.

Tuberías No Metálicas

• Ventajas: Ausencia de corrosión, instalación rápida y menor coste económico.
• Inconvenientes: Fragilidad en plásticos rígidos (PVC) y posibles accidentes por rotura.

Mangueras Neumáticas

Están compuestas por tres capas fundamentales:

1. Tubo flexible
2. Refuerzo trenzado
3. Cubierta protectora

Tipos de Materiales

• Poliamida (PA): Es el material más utilizado.
• PEBA: Destaca por su flexibilidad.
• Poliuretano (PU): Ligera y altamente flexible.
• Caucho: Muy resistente a la intemperie.
• FEP: Especial para la industria alimentaria.
• PTFE (Teflón): Alta resistencia química.

Precauciones de Instalación

• Añadir entre un 2% y 4% de longitud extra.
• Evitar torsiones en el montaje.
• Evitar dobleces pronunciados cerca de los racores.

Roscas y Estanqueidad

Tipos de Rosca

• Rosca Métrica (M): Ángulo de 60°, con diámetro expresado en milímetros (mm).
• Rosca BSP (Gas): Ángulo de 55°. Se divide en BSPP (cilíndrica) y BSPT (cónica).
• Rosca NPT: De forma cónica y medida expresada en pulgadas.

Estanqueidad

Para asegurar la ausencia de fugas se emplean dos métodos principales:

• Cierre con arandela: Mediante arandela plana o junta tórica.
• Cierre con sellante: Uso de cinta PTFE, sellantes líquidos o roscas prerrecubiertas.

Circuitos Neumáticos

En un circuito neumático se distinguen claramente dos áreas:

• Parte de presión (potencia): Representada gráficamente con línea continua.
• Parte de mando o pilotaje: Representada gráficamente con línea discontinua.

Componentes de los Sistemas Neumáticos

Los componentes se clasifican principalmente en:

• Actuadores
• Válvulas

Actuadores

Son los elementos finales encargados de generar el movimiento mecánico.

El Cilindro Neumático

Principio de funcionamiento: Transforma la energía del aire comprimido en un movimiento rectilíneo.

Partes del cilindro: Camisa, culatas, émbolo, vástago, casquillo guía, rascador, juntas y cámaras (delantera y trasera).

Características técnicas: Diámetro del émbolo, carrera y cumplimiento de normativas ISO 15552, 21287, 6432.

Tipos de Cilindros

Según su funcionamiento:

• Simple efecto
• Doble efecto

Según su tipología constructiva:

• Cilindro pasante (doble vástago)
• Cilindro tándem: Multiplica la fuerza aplicada.
• Telescópico: Para lograr largas carreras en espacios reducidos.
• Sin vástago: Utiliza un carro deslizante.
• Sistemas antigiro: Mediante guiado o doble vástago.
• Multiposicional
• De impacto
• De membrana extensible
• Cilindro de fuelle: Carreras cortas con muy alta fuerza.

Válvulas

Estos dispositivos controlan la presión, el caudal y la dirección del aire.

Válvulas de Bloqueo

• Válvula de cierre.
• Antirretorno.
• Escape rápido.
• Selectora (función lógica OR).
• Simultaneidad (función lógica AND).

Válvulas de Regulación

• Reguladora de Caudal: Ajusta la velocidad. Puede ser bidireccional o unidireccional (estranguladora + antirretorno).
• Reguladora de Presión: Mantiene la presión estable. Puede ser de dos o tres vías, y en ocasiones es pilotada.

Válvulas Distribuidoras

Controlan la dirección del flujo de aire.

Construcción del símbolo:

• El número de vías equivale al número de orificios.
• El número de posiciones equivale a las funciones.
• Se representan gráficamente siempre en posición de reposo.

Tipos principales:

• 2/2: Función ON/OFF.
• 3/2: Para cilindros de simple efecto.
• 4/2: Para cilindros de doble efecto.
• 5/2: La más utilizada en la industria.
• 4/3 y 5/3: Con posición central (Centros Abiertos - CP, Centros en Escape - CE, Centros Cerrados - CC).

Diferenciación operativa:

• Monoestable: Retorno automático por muelle.
• Biestable: Mantiene su posición aunque desaparezca la señal.

Actuadores Giratorios

Realizan movimientos circulares cuando se les aplica presión de aire en alguna de sus vías.

• Actuadores giratorios angulares: Se mueven entre dos puntos un número determinado de grados.
• Actuadores giratorios de giro continuo: Funcionan de forma similar a los motores eléctricos, disponiendo habitualmente de dos vías.
• Actuador giratorio rotativo de paleta: Consta de una cámara circular en cuyo interior pivota una paleta. Posee dos orificios de entrada/salida de aire bidireccionales.
• Actuador giratorio rotativo de cremallera: Consta de uno o dos cilindros neumáticos cuyo émbolo dispone de una cremallera.

Pinzas Neumáticas

Diseñadas para sujetar y manipular objetos. Funcionan como un cilindro al cual se le ha acoplado un mecanismo al vástago que provoca la apertura y el cierre.

• Pinzas de apertura angular: Las garras se mueven describiendo un giro. El ángulo depende del modelo.
• Pinzas de apertura paralela: Las garras conservan el paralelismo durante todo el movimiento, variando solo la distancia entre ellas.

Tecnología de Vacío

Se emplea para aprovechar la succión en tareas de sujeción y manipulación. Existen dos técnicas principales:

Bomba de Vacío

Funciona mediante un motor eléctrico que extrae el aire, generando presiones negativas. Permite obtener altos niveles de vacío con un buen caudal, aunque conlleva un alto coste de funcionamiento y requiere mayor mantenimiento.

Eyector de Vacío

También conocido como tobera de aspiración, se basa en el "efecto Venturi". Se instala localmente donde se requiere el vacío, no necesita mantenimiento y es de bajo coste. Es el sistema más empleado en la industria para manipulación de objetos. El aire pasa por un estrechamiento provocando su aceleración, lo que genera una depresión o vacío que produce la succión.