Tecnología Neumática e Hidráulica: Conceptos Clave y Aplicaciones Industriales

¿Qué es la Neumática?

La neumática es la técnica que tiene como objeto de estudio y aplicación el aire comprimido para producir efectos mecánicos deseados. El aire comprimido procede del entorno donde se trabaja y se utiliza comprimiéndolo hasta una presión entre 6 y 12 bares, respecto a la atmósfera.

Ventajas, Desventajas y Aplicaciones de la Neumática

Ventajas de la Neumática

• Es abundante.
• Es transportable.
• Se puede almacenar.
• Resiste cambios de temperatura.
• Soporta bien las sobrecargas.
• Es segura.

Desventajas de la Neumática

• Necesita preparación antes de usar.
• Es ruidosa.
• Es costosa.
• Esfuerzos de trabajo limitados.

Aplicaciones de la Neumática

• Control de apertura de puertas.
• Elevación o descenso de cargas.
• Automatización de procesos industriales.
• Herramientas neumáticas.

Ventajas y Desventajas de la Hidráulica

Ventajas de la Hidráulica

• Se puede regular con precisión.
• Soporta sobrecargas elevadas.
• El aceite se adapta a las tuberías.
• Elementos reversibles.
• Multiplicación de la fuerza.

Desventajas de la Hidráulica

• Velocidad de operación baja.
• Difícil de limpiar en caso de fugas.
• Exige un buen mantenimiento.
• Es muy costosa.

Magnitudes y Fórmulas Fundamentales

Presión

La presión (p) es la fuerza (F) ejercida perpendicularmente por el aire por unidad de superficie (S).

Fórmula: p = F/S

• F: Fuerza ejercida (en Newtons, N).
• S: Superficie donde actúa la presión (en metros cuadrados, m²).
• p: Presión del aire (en Newtons por metro cuadrado, N/m² o Pascales, Pa).

Caudal

El caudal (Q) es la cantidad de fluido (en este caso, el aire) que atraviesa una sección de un conducto (tubería) en la unidad de tiempo.

Fórmula: Q = V/t

• V: Volumen del fluido (aire) (en metros cúbicos, m³).
• Q: Caudal (en metros cúbicos por segundo, m³/s).
• t: Tiempo (en segundos, s).

Elementos de un Circuito Neumático

El aire que se utiliza en un circuito neumático procede del entorno y, generalmente, contendrá polvo, óxidos, partículas de azufre y otras sustancias que deben ser tratadas. Los componentes principales son:

• Compresores: Su misión es elevar la presión del aire atmosférico.
• Refrigeradores: Enfrían el aire que se ha calentado en la fase de compresión.
• Acumulador: Es un depósito que se coloca a continuación del refrigerador y tiene como objetivo almacenar el aire comprimido.
• Filtro: Detiene las impurezas que arrastra el aire comprimido, protegiendo los demás componentes.
• Regulador de Presión: Mantiene el aire de salida a una presión constante, independientemente de las fluctuaciones en la entrada.

Niveles de un Circuito Neumático

Un circuito neumático se puede estructurar en los siguientes niveles:

1. Producción, tratamiento y mantenimiento del aire.
2. Elementos de control.
3. Funciones lógicas ("Y" y "O").
4. Válvulas distribuidoras / Finales de carrera.
5. Válvulas reguladoras de caudal y escape rápido.
6. Cilindros o pistones neumáticos (actuadores).

Tipos de Cilindros Neumáticos

Cilindros de Doble Efecto

Realizan trabajo en dos sentidos, ya que el aire comprimido entra por dos lados y desplaza el pistón en ambas direcciones (avance y retroceso).

Cilindros de Simple Efecto

El trabajo se realiza en un solo sentido. La presión del aire desplaza el pistón en una dirección, y el retorno se produce generalmente por un muelle o por la propia carga.