Fundamentos de neumática: compresores, acondicionamiento y elementos del aire comprimido

Resumen

El documento explica los fundamentos de la neumática, técnica que aprovecha el aire comprimido para producir efectos mecánicos. Describe sus magnitudes básicas (presión y caudal), los componentes de un circuito y los tipos de compresor. También recoge cómo se trata el aire con refrigeradores, acumuladores, filtros, reguladores de presión y lubricadores.

Puntos clave

La neumática estudia y aplica el aire comprimido para producir efectos mecánicos.
Presión: P = F / S, fuerza por unidad de superficie. Caudal: Q = V / t, volumen de fluido por unidad de tiempo.
El aire comprimido puede usarse como elemento de mando y control o como energía motriz.
Los compresores alternativos de pistón son los más utilizados; el bifásico comprime en dos fases (de 3 a 8 bar, y después más de 25 bar).
El refrigerador enfría el aire tras la compresión (hacia 25 ºC) y condensa cerca del 75% del agua.
El acumulador almacena el aire y, con un presostato, mantiene una presión constante.
El filtro retiene impurezas, el regulador mantiene la presión de salida constante y el lubricador mezcla el aire con aceite para reducir el rozamiento y la oxidación.

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Introducción a la Neumática

La neumática es la técnica que tiene como objetivo el estudio y la aplicación del aire comprimido para producir los efectos mecánicos deseados. Se basa en dos magnitudes fundamentales:

Presión: Es la fuerza ejercida perpendicularmente por el aire por unidad de superficie. Su fórmula es P = F / S.
Caudal: Es la cantidad de fluido que atraviesa una sección de un conductor en la unidad de tiempo. Su fórmula es Q = V / t.

Elementos de un Circuito Neumático

Los circuitos neumáticos constan de diversos componentes esenciales: compresor, depósito, secador, filtros, válvulas, cilindros y motores. Existen dos maneras principales de utilizar el aire comprimido:

Como elemento de mando y control: Permite que se abran o cierren las válvulas del sistema.
Como energía motriz: El aire entra, desplaza su émbolo y vástago hacia adelante y hacia atrás, haciendo girar un motor neumático o moviendo unas pinzas neumáticas.

Producción y Tratamiento del Aire Comprimido

El aire que se utiliza procede del entorno donde se encuentre instalado el compresor. Es fundamental tratar de eliminar todo aquello que afecte al normal funcionamiento de los elementos del sistema.

El Compresor

Los compresores elevan la presión del aire que aspiran de la atmósfera. Los compresores alternativos de pistones son los más utilizados. Existen dos tipos principales:

Compresor de pistón monofásico

Gracias al mecanismo de biela-manivela-émbolo, el movimiento circular del eje del motor se transforma en uno rectilíneo alternativo. Cuenta con una válvula de admisión y otra de escape.

Compresor de pistón bifásico

En este modelo, el aire entra en dos fases:

1ª fase: Compresión entre 3 y 8 bar.
2ª fase: Compresión superior a 25 bar.

Refrigeradores y Acumuladores

Refrigeradores

Su función es enfriar el aire que se ha calentado en la fase de compresión (alcanzando unos 25 ºC). Durante este proceso, se condensa un 75% del agua, la cual se deposita en la parte inferior.

Acumuladores

Es el depósito que se coloca después del refrigerador y que almacena el aire comprimido suministrándolo cuando se necesite. Suele llevar un presostato que pone en marcha o detiene el sistema para que se mantenga una presión constante.

Filtrado, Regulación y Lubricación

Filtro

Su objetivo es detener las impurezas que arrastra el aire comprimido, tales como polvo, polen o restos de pequeñas oxidaciones. El aire entra por la parte izquierda y sufre un centrifugado; las partículas más grandes se proyectan contra la pared interna y caen en la parte inferior. Después, el aire se filtra a través del elemento filtrante.

Regulador de presión

Permite mantener el aire de salida a una presión constante, independientemente de la variación de presión en la entrada.

Lubricador

Mezcla el aire con aceite para aumentar la vida útil y el rendimiento de los elementos neumáticos, ya que con él disminuye el rozamiento y se evita la oxidación.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la neumática?

Es la técnica que estudia y aplica el aire comprimido para producir los efectos mecánicos deseados. Se basa en la presión y el caudal.

¿Para qué sirve el refrigerador en un sistema neumático?

Enfría el aire que se ha calentado durante la compresión, hasta unos 25 ºC. Al hacerlo condensa un 75% del agua, que se deposita en la parte inferior.

¿Qué función cumple el lubricador?

Mezcla el aire con aceite para aumentar la vida útil y el rendimiento de los elementos neumáticos. Así disminuye el rozamiento y se evita la oxidación.