Tecnología Neumática Industrial: Principios y Equipos

Introducción a la Neumática

La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse, según dicta la ley de los gases ideales.

Componentes del Sistema Neumático

El Aire

El aire es una mezcla de gases, aproximadamente 16 gases lo componen, aunque dos de ellos constituyen aproximadamente el 99%: nitrógeno y oxígeno.

Compresores

Los compresores son dispositivos que aumentan la presión del aire.

Tipos de Compresores

Se clasifican principalmente en:

• Desplazamiento positivo: Aquí el aumento de presión se consigue disminuyendo el volumen de una determinada masa de aire.
• Dinámicos: El aumento de presión surge como consecuencia del aumento de energía cinética.

Dentro de estos tipos, encontramos:

• Alternativo (etapa única)
• Helicoidal
• Radial
• Axial
• Multicelular

Datos Necesarios para Seleccionar Compresores

• Caudal que proporciona.
• Relación de presión: Presión de salida / Presión de entrada.

Acumuladores

La misión de los acumuladores es mantener un nivel de presión adecuada en la instalación neumática. Su tamaño depende del caudal de consumo y de la potencia del compresor.

Acondicionamiento del Aire

Los acondicionadores de aire son dispositivos que nos permiten mantener el aire en una condición de limpieza y humedad adecuada (filtros de aire, secadores).

Filtros de Aire

Se colocan antes del compresor y su misión es impedir que pasen partículas de polvo o partículas que puedan dañar las partes móviles de la instalación.

Secadores de Aire

Se colocan después del acumulador. Su función es quitar la humedad del aire, evitando la corrosión. Tenemos dos tipos principales de secadores:

• Secadores por Absorción:
  • Altos costos de funcionamiento.
  • Instalación sencilla del equipo, no hay necesidad de recurrir a fuentes de energías internas.
  • Proceso químico: La humedad existente en el aire se une a una masa de secado. La masa se disuelve y debe ser sustituida.
• Secadores por Adsorción:
  • Proceso físico.
  • Regeneración por medio de aire caliente.
  • Depósito de gases o materia disuelta en la superficie de cuerpos sólidos.

Lubricación del Aire

En sistemas que requieren lubricación, el aceite llega a una cámara de goteo, allí la corriente de aire lo nebuliza y lo transporta.

Problemas de la Lubricación

• Alto peligro de contaminación ambiental.
• Fallos en el funcionamiento de los componentes si no se aplica correctamente o si el sistema no está diseñado para ello.

Criterios de Diseño

Al diseñar una instalación neumática, se deben considerar varios criterios:

• El material suele ser acero o plástico reforzado, dependiendo del uso.
• Velocidades de circulación adecuadas.
• Pérdidas de presión bajas.
• Ser capaces de soportar posibles modificaciones futuras en cuanto a consumo.

Actuadores Neumáticos

Los elementos actuadores transforman la energía neumática en energía mecánica.

Motores Neumáticos

Transforman energía neumática en energía mecánica de rotación. Los hay de varios tipos, de los que destacamos los de émbolo y rotativos de aspas.

Cilindros Neumáticos

Transforman energía neumática en energía mecánica con movimiento rectilíneo alternativo. Los hay de dos tipos:

Cilindros de Simple Efecto

Realizan trabajo en un sentido del desplazamiento del vástago. Para que el émbolo recupere la posición de reposo, el cilindro se dota de un muelle, el cual normalmente almacena aproximadamente el 6% de la fuerza de empuje.

Cilindros de Doble Efecto

Realizan trabajo en ambos sentidos de desplazamiento del vástago. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la fuerza de avance y retroceso es diferente, ya que en un sentido se debe considerar el diámetro del vástago.