Optimización y Mantenimiento de Sistemas Neumáticos: Componentes, Presión y Compresores

Unidad de Mantenimiento del Aire (UMA)

La producción de aire comprimido la realizan los compresores, que son los encargados de captar aire con unas características específicas e impulsarlo a la red general a una presión mayor que la de entrada. Para realizar su función, es necesario que se alimenten con corriente eléctrica. Los compresores se diferencian por su caudal o por su relación de compresión.

De la red general parten las derivaciones que alimentan los equipos neumáticos que forman el circuito y los cuales consumen aire comprimido. La alimentación a un equipo atraviesa la llamada UMA (Unidad de Mantenimiento de Aire), que está formada, por lo general, por un filtro, un regulador de presión y un nebulizador.

Componentes de la UMA

• Filtro: Tiene la función de retener las impurezas residuales que puedan existir en el aire de la red y separar el agua. La válvula de purga manual puede reemplazarse por un purgador automático.
• Regulador de Presión: Una vez filtrado el aire, hay que disminuir su presión hasta el valor requerido por la instalación o equipo neumático. Dicha disminución de la presión la realizan las válvulas reguladoras de presión, estas válvulas se colocan a continuación del filtro y ambos forman la llamada unidad de suministro.
• Nebulizador: Una vez filtrado y reducida la presión, hay que proceder a la lubricación del aire. Esta operación la realizan los nebulizadores, los cuales inyectan una pequeña cantidad de aceite al aire para disminuir el desgaste por rozamiento.

Cuando una válvula distribuidora tiene ya cierto tamaño, si el mando es neumático, puede haber retrasos en el cambio de posición de la válvula debido al tiempo invertido por el aire de mando en llenar la cámara de su pistón. Con las válvulas servopilotadas se resuelve este problema al utilizar la presión de suministro para facilitar el accionamiento del mando.

Conceptos Clave en Neumática

Presión

Se define la presión como el cociente entre el valor de una fuerza que actúa perpendicularmente a una superficie y el área de dicha superficie.

Caudal

Se define el caudal como el volumen de fluido que atraviesa una determinada sección transversal de una conducción por cada unidad de tiempo.

Humedad Relativa

Se define como el cociente entre la masa de vapor de agua que existe en un volumen de aire (m_v) y la que habría si ese volumen de aire estuviese saturado a igual temperatura (m_s).

Humedad Absoluta

Es la masa de vapor de agua que tenemos en cada unidad de volumen (generalmente se expresa en g/m³).

Compresores de Émbolo

Los compresores más utilizados son los de émbolo, debido a su precio y a su flexibilidad de funcionamiento. Este tipo de compresores permiten dar caudales de diferentes magnitudes.

Para realizar la compresión del aire, los compresores de émbolo suelen utilizar más de una etapa. Esto es, en cada etapa se produce un aumento de la presión del aire. En la última fase, el aire es expulsado a la presión final esperada. Los compresores de émbolo más utilizados son los de dos etapas, que suelen refrigerarse con agua o aceite, que circula alrededor de la camisa del compresor.

Depósitos Neumáticos

Los depósitos tienen como misión fundamental el mantener un nivel de presión adecuado en el circuito neumático. Esto lo consiguen acumulando aire a presión en su interior. De este modo, si hay algún fallo en el circuito o se produce una falta de electricidad, el circuito puede seguir funcionando gracias a este aire que estaba almacenado en el depósito.