Fundamentos y Componentes Clave del Aire Comprimido y Sistemas Neumáticos

Introducción al Aire Comprimido: Propiedades y Ventajas

El aire comprimido es un elemento abundante en la naturaleza, caracterizado por ser:

• Limpio.
• Almacenable.
• De fácil transporte.
• No inflamable.
• Compresible.

Características del Fluido Elástico

Como fluido elástico, el aire:

• Se adapta a cualquier forma.
• Varía su presión.
• Es fácil de transportar.
• Retorna a la presión atmosférica.
• Es relativamente limpio y seguro.

Presión Atmosférica

La presión atmosférica es el aire que nos rodea y ejerce una presión sobre todas las cosas.

Tipos de Compresores

Compresor de Tornillo

Utiliza dos tornillos helicoidales (rotores) que engranan, girando en sentidos contrarios. El espacio entre ellos disminuye, comprimiendo el aire atrapado.

Compresor Roots (Tipo Raíz)

El aire es transportado de un lado a otro sin que el volumen de la cámara de compresión sea modificado significativamente durante el proceso.

Sistemas de Secado del Aire Comprimido

El tratamiento del aire es crucial para su uso eficiente y seguro. Existen varios métodos de secado:

Secado por Absorción Química (Coalescente)

Es un procedimiento químico donde el aire comprimido pasa a través de sustancias secantes que reaccionan químicamente con el agua. Estas sustancias deben ser eliminadas regularmente (este proceso también elimina aceite).

Secado por Absorción Desecante

Este es un proceso físico. Un material desecante (como gel) absorbe el agua. Cuando este material está saturado, se pasa a través de un secador de aire caliente que absorbe la humedad del gel, regenerándolo.

Secado por Refrigeración

El aire comprimido entra en un intercambiador aire-aire. El condensador enfría el aire, y el agua y el aceite condensados se evacúan. Este aire se enfría hasta aproximadamente 3°C, eliminando el agua por segunda vez. Posteriormente, las partículas de suciedad se eliminan por un filtro fino.

Unidad de Mantenimiento (FRL)

La unidad de mantenimiento estándar se compone de:

1. Un filtro.
2. Un regulador de presión.
3. Un manómetro.
4. Un engrasador.

Filtro

Su función es retener una parte del agua contenida en el aire y eliminar las impurezas sólidas.

Regulador de Presión

Permite obtener la presión de trabajo que se requiera en la aplicación específica.

Manómetro

Es el aparato de medida de la presión en un determinado punto de la instalación. Se mide comúnmente en bar.

Engrasador

Es un aparato que contiene aceite mineral para lubricar los componentes aguas abajo del circuito neumático.

Actuadores Neumáticos

Cilindro de Doble Efecto

Permite el avance y el retroceso de forma neumática. Al introducir aire en la cámara posterior del cilindro y evacuar simultáneamente el aire de la cámara anterior, el vástago avanza. Cuando se realiza la función inversa, el vástago retrocede.

Cilindro de Simple Efecto

Posee una sola conexión de aire. El trabajo neumático se realiza en una dirección, y el retorno a la posición inicial se realiza mediante un muelle o una membrana.

Actuadores de Giro

Transforman un movimiento lineal en un movimiento rotacional, generalmente superior a 360°.

Tipos de Actuadores de Giro

Existen dos tipos principales:

Cremallera

• Pueden ser de un solo pistón o de dos pistones.
• El sistema de doble pistón proporciona el doble de fuerza.

Paletas

• Se diferencian en que la presión del aire actúa directamente sobre una o dos palas, imprimiendo un movimiento de giro. Es decir, no existe una transformación mecánica adicional a la rotacional.
• La paleta doble ofrece el doble de fuerza.