Sistemas Neumáticos: Aire Comprimido, Componentes y Control para la Automatización Industrial

Introducción a la Neumática y el Aire Comprimido

El aire no se inflama y se puede comprimir. En la neumática se aprovecha la energía producida por la presión del aire. Principalmente, el aire se comprime y, al liberar la energía producida por la compresión, funciona el cilindro. El aire comprimido es el fluido básico utilizado en los circuitos neumáticos con una presión superior a la atmosférica, llamada presión relativa.

Características del Aire Comprimido

El aire comprimido posee una serie de propiedades que lo hacen idóneo para diversas aplicaciones industriales, aunque también presenta ciertas limitaciones:

Ventajas

• Es un fluido elástico, se comprime de cualquier forma y hacia cualquier dirección.
• Su presión y volumen son variables mediante la aportación de temperatura.
• Es fácil de guardar y transportar.
• Se controla y regula fácilmente.
• Se mueve a gran velocidad y genera movimientos rápidos.
• La red de distribución es simple (una tubería).
• Los aparatos son muy sencillos.
• Los retornos son muy limpios.
• No se consume energía al no utilizar aire (se refiere a que el aire no es un combustible consumible).
• No hay riesgo de explosión.

Desventajas

• No es adecuado para trabajar con presiones muy elevadas.
• Presenta dificultad de regulación precisa en ciertos contextos.
• No es adecuado para grandes esfuerzos o cargas pesadas.

Componentes Clave de los Sistemas Neumáticos

Elementos de Generación y Control

Motor Eléctrico

Suministra energía mecánica al compresor.

Presostato

Controla el funcionamiento del motor detectando la presión del depósito.

Válvula de Seguridad

Expulsa aire comprimido cuando la presión en el depósito sube demasiado.

Actuador

Transforma la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico.

Compresor

Comprime el aire aspirado y lo expulsa a una presión más elevada al sistema neumático, transformando así la energía mecánica en energía de presión.

Tipos de Compresores

Los compresores se clasifican principalmente en:

• De émbolo: Incluyen los de pistón y los de diafragma.
• Rotativos: Como los multicelulares y los helicoidales.
• Turbocompresores: Se dividen en radiales y axiales.

Compresores Volumétricos

En los compresores volumétricos, el aire entra en un recinto donde su volumen se reduce, aumentando así su presión.

Unidad de Mantenimiento del Aire Comprimido

Normalmente, en las instalaciones neumáticas, se coloca un conjunto llamado unidad de mantenimiento para el tratamiento de las impurezas del aire comprimido. Esta unidad se compone de varios elementos esenciales:

Filtro

Retiene gran parte del agua que contiene el aire y elimina impurezas sólidas.

Regulador de Presión

Regula la presión del aire comprimido al nivel deseado en todo momento para el correcto funcionamiento del sistema.

Lubricador

Contiene aceite mineral, el cual es arrastrado por el aire mediante el efecto Venturi al pasar por el lubricador, lubricando así los aparatos y evitando la oxidación de los componentes internos del sistema.

Tipos de Mando Neumático

El control de los sistemas neumáticos puede clasificarse según la intervención del operador y la continuidad del ciclo de trabajo:

• Mando Directo: Cuando la acción del operador incide directamente en los actuadores.
• Mando Indirecto: Cuando la acción del operador se aplica sobre las válvulas de mando, que a su vez controlan los actuadores.
• Mando Manual: Si el ciclo de trabajo se interrumpe cuando el operador cesa su acción en el mando.
• Mando Semiautomático: Cuando el ciclo funciona sin interrupciones una vez iniciado por el operador.
• Mando Automático: Cuando se permite la repetición continua del ciclo de trabajo sin intervención constante del operador.