Fundamentos de Gases, Compresores y Tuberías en Sistemas Neumáticos

Ecuación General de los Gases

El producto de la presión y el volumen de un gas, dividido por su temperatura, es constante. Esta relación fundamental se expresa mediante la siguiente fórmula:

(P1 * V1) / T1 = (P2 * V2) / T2 = Constante

De esta ecuación se derivan las leyes de los gases, manteniendo constante uno de los tres factores (presión, temperatura o volumen):

• Presión (P) = Constante: Variaciones isobáricas.
• Volumen (V) = Constante: Variaciones isocóricas (o isométricas).
• Temperatura (T) = Constante: Variaciones isotérmicas.

Fuerza, Presión y Unidades

Todo fluido (líquido o gas) sometido a una presión ejerce fuerzas sobre las moléculas adyacentes a él o sobre un cuerpo sólido. En este caso, la presión se transforma en una fuerza.

En el SI (Sistema Internacional), las unidades son:

• Presión: Su magnitud se denomina Pascal (Pa) y se define como Newton por metro cuadrado (N/m²). La fórmula asociada es P = F/A (Presión = Fuerza / Área).
• Fuerza: Fuerza ejercida por el fluido sobre la superficie. Su unidad es el Newton (N). La fórmula asociada es F = P * A (Fuerza = Presión * Área).

Tipos de Compresores

Los compresores son máquinas que aumentan la presión de un gas, reduciendo su volumen. A continuación, se describen algunos tipos comunes:

Compresor Rotativo de Tornillo

Consiste en dos tornillos helicoidales que engranan, girando en sentido contrario. El espacio libre entre ellos disminuye axialmente en volumen, lo que comprime el aire atrapado entre los rotores. Pueden obtenerse presiones alrededor de 8 bares.

Compresor Roots

Este tipo de compresor consiste en dos lóbulos que se mueven en el interior sincronizados, girando a la misma velocidad en sentidos opuestos.

Compresor de Flujo Axial

Es una especie de hélice que gira acelerando el flujo en sentido axial, apropiado para grandes caudales.

Compresor Radial

La fuerza centrífuga que actúa sobre el aire lo comprime contra la cámara de compresión, arrojando aire a gran velocidad, pero ahora en sentido radial.

Clases de Tubos según Materiales

La elección del material de los tubos es crucial para la eficiencia y seguridad de las instalaciones. Se distinguen principalmente dos categorías:

Tubos Rígidos

• Materiales: Acero, cobre, con accesorios de bronce y latón.
• Uso: Se reservan principalmente para instalaciones fijas.

Tubos Flexibles

• Caucho con refuerzo de fibra: Se utilizan en equipos móviles y en herramientas portátiles manuales de diversos tipos.
• Poliamidas (nylon), poliuretano y teflón: Se usan comúnmente en la neumática convencional.

Para trabajar con los tubos, se deben considerar la presión de trabajo, la presión de rotura y el espesor del tubo. De esta manera, se asegura una correcta elección para cada aplicación.