Neumática e hidráulica: componentes, compresores y tratamiento del aire

Resumen

El documento describe los componentes principales de los sistemas neumáticos e hidráulicos, como bombas, cilindros, válvulas y compresores. Explica también la red de distribución de aire comprimido, la importancia de tratar el aire y una comparación entre neumática e hidráulica. Sirve para entender cómo funcionan estos sistemas y qué factores afectan a su durabilidad.

Puntos clave

Las bombas hidrostáticas suministran una cantidad de fluido por ciclo independientemente de la presión de salida, y las hidrodinámicas son de tipo turbina con presión de trabajo generalmente baja.
Un cilindro transforma la energía hidráulica o neumática en movimiento rectilíneo; puede ser de simple efecto o de doble efecto.
Las válvulas controlan y regulan el flujo de aire comprimido para accionar otros componentes del circuito.
Un compresor eleva la presión del aire por encima de la de entrada; la relación de compresión indica ese aumento. Los de émbolo son económicos pero ruidosos, y los rotativos son más silenciosos.
La red de distribución debe dimensionar sus tuberías teniendo en cuenta velocidad, pérdida de presión, presión de trabajo, longitud y estrangulaciones.
La humedad y las impurezas del aire comprimido provocan corrosión, desgaste de juntas, válvulas agarrotadas y acumulación de agua condensada.

Ponte a prueba

Sistemas Neumáticos e Hidráulicos: Componentes, Funcionamiento y Aplicaciones

Bombas Hidráulicas

Las bombas hidráulicas son elementos esenciales que impulsan el caudal hidráulico, transformando la energía mecánica en energía hidráulica. Existen principalmente dos tipos:

Hidrodinámicas: Son bombas de tipo turbina. Su capacidad de presión depende de la velocidad de rotación y no existe una separación física entre la entrada y la salida, lo que permite bloquearlas. Se emplean para mover el fluido de un punto a otro, aunque su presión de trabajo es generalmente baja.
Hidrostáticas: Son las empleadas en los sistemas hidráulicos para automatización. Suministran una cantidad de fluido en cada carrera o ciclo, independientemente de la presión de salida. Ejemplos comunes incluyen bombas de engranajes, de tornillo, de paletas y de pistones.

Cilindros Hidráulicos y Neumáticos

Un cilindro es un aparato que transforma la energía hidráulica o neumática en energía mecánica de movimiento rectilíneo. Pueden ser:

De simple efecto: La presión se ejerce en un solo sentido.
De doble efecto: La presión se ejerce en dos sentidos alternativamente.

Válvulas Neumáticas

Las válvulas son dispositivos que controlan los flujos de aire en un circuito neumático, dirigiendo y regulando el aire comprimido para accionar otros componentes.

Compresores de Aire

Un compresor es una máquina o dispositivo que toma el aire en unas determinadas condiciones y lo impulsa a una presión superior a la de entrada. Se ubican en compartimentos especiales, y algunos modelos son más silenciosos y compactos que otros. La relación de compresión indica el aumento de presión que provoca el compresor.

Se clasifican según su forma de trabajo:

De émbolo: Son económicos pero suelen ser ruidosos.
Giratorios o rotativos: Son más modernos y menos ruidosos. Dentro de esta categoría encontramos:
De paleta: Poseen paletas que presionan las paredes de la cámara de compresión.
De tornillo: Tienen dos tornillos que comprimen el aire que ha entrado.

Red de Distribución Neumática

La red de distribución es el conjunto de tuberías que conduce el aire comprimido a todos los elementos del circuito neumático. Parte del depósito y garantiza la presión y la velocidad del aire en todos los puntos. Las tuberías de esta red deben tener un diámetro que garantice el cumplimiento de las siguientes condiciones:

Velocidad de circulación del aire.
Pérdida de presión.
Presión de trabajo.
Longitud de la conducción.
Estrangulaciones existentes a lo largo de la conducción.

Tratamiento del Aire Comprimido

El tratamiento adecuado del aire comprimido es crucial para el buen funcionamiento y la durabilidad de los sistemas neumáticos. Si el aire contiene impurezas, puede producir:

Desgaste rápido de juntas.
Válvulas agarrotadas por el aceite depositado.
Silenciadores obstruidos.
Excesiva agua condensada en el filtro del aire.

Si el aire tiene una humedad elevada, puede causar:

Corrosión en conducciones rígidas, cilindros y otros componentes.
Eliminación de la capa de lubricación básica.
Perjuicio en la función de conexión de válvulas.
Ensuciamiento y daños en lugares de contacto directo.

Neumática vs. Hidráulica

Neumática: Utiliza fluidos compresibles, permite aplicar fuerzas de hasta 3 toneladas y movimientos rápidos. Se aplica a motores con velocidades menores a 500,000 RPM.
Hidráulica: Utiliza fluidos no compresibles, se puede aplicar en máquinas con motores rotativos y en actuadores lineales, ofreciendo mayor precisión y control en aplicaciones de alta fuerza.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre bombas hidrodinámicas e hidrostáticas?

Las hidrodinámicas son de tipo turbina, con presión de trabajo generalmente baja. Las hidrostáticas suministran una cantidad fija de fluido por ciclo, independientemente de la presión de salida, y son las usadas en automatización.

¿Qué es un cilindro de doble efecto?

Es un cilindro en el que la presión se ejerce alternativamente en dos sentidos. Transforma la energía hidráulica o neumática en movimiento rectilíneo.

¿Por qué es importante tratar el aire comprimido?

Las impurezas pueden causar desgaste rápido de juntas y válvulas agarrotadas, mientras que la humedad elevada provoca corrosión y elimina la capa de lubricación. Un tratamiento adecuado garantiza el buen funcionamiento y la durabilidad del sistema.