La neumática es una rama de la mecánica de fluidos que estudia las leyes que rigen el comportamiento y el movimiento del aire comprimido y otros gases, sus aplicaciones y los problemas que plantea su utilización.

Ley de Boyle-Mariotte

A temperatura constante, el volumen de un gas encerrado en su recipiente es inversamente proporcional a la presión absoluta que ejerce.

Características del Aire Comprimido

• Abundancia: El aire está disponible para su compresión prácticamente en todo el mundo y en cantidades ilimitadas.
• Facilidad de transporte: El aire comprimido puede ser transportado fácilmente por medio de tuberías o botellas.
• Facilidad de almacenaje: Puede almacenarse en depósitos.
• Temperatura: Es insensible a las variaciones de temperatura.
• Estabilidad: No existe ningún riesgo de explosión ni de incendio cuando se utiliza.
• Limpieza: Es limpio y no contamina en caso de fugas.
• Velocidad: Permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas.

Presión Manométrica

La presión relativa con la que se trabaja en los circuitos neumáticos se denomina presión manométrica.

• Presión máxima admisible (Pa): Corresponde al mayor valor de presión efectiva a la que puede ser sometido un elemento de la instalación.
• Presión de entrada (bar): Es la que presenta el aire comprimido a la entrada de un componente neumático.
• Presión de salida (bar): Es la que posee el aire a la salida de un componente neumático.
• Presión diferencial: Es la diferencia entre la presión de entrada y la de salida de un componente neumático de la instalación.

Circuito Neumático

Un circuito neumático es un dispositivo formado por un conjunto de elementos unidos entre sí, a través de los cuales puede circular el aire comprimido. Está formado por:

• Grupo compresor: Se encarga de suministrar la presión necesaria al aire para que este pueda circular por el circuito.
• Tuberías: Canalizan el caudal de aire hasta los elementos de trabajo.
• Actuadores neumáticos: Son los encargados de desarrollar el trabajo. Se denominan genéricamente cilindros.
• Elementos de distribución (válvulas): Permiten o impiden el paso del aire y, de este modo, lo suministran a los distintos elementos de trabajo.
• Elementos auxiliares: Desempeñan diversas funciones: protección, regulación, etc. Destacan los dispositivos antirretorno y reguladores de caudal.

El Compresor

Es el elemento básico del grupo; su función consiste en aumentar la presión del aire que se aspira de la atmósfera.

El Refrigerador

Por efecto de la compresión, el aire puede llegar a alcanzar una temperatura elevada.

Procedimiento de Refrigeración

En los compresores pequeños, las aletas de refrigeración se encargan de irradiar el calor. Los compresores grandes están dotados de un ventilador adicional que evacua el calor. Cuando se trata de una estación de compresión de más de 30 kW de potencia, no basta la refrigeración por aire; en este caso, están equipados con un sistema de refrigeración por circulación de agua en un circuito cerrado o abierto.

El Depósito

Sirve para almacenar el aire y lleva incorporados dispositivos de seguridad como el manómetro, termómetro y válvulas de escape.

Unidad de Mantenimiento (Conjunto FRL)

Está formada por:

• Filtro: Somete el aire a un proceso de centrifugado para quitar las impurezas.
• Regulador: Asegura una presión estable de aire en el circuito neumático. Esta presión queda indicada por el manómetro.
• Lubricador: Añade aceite nebulizado al aire comprimido. Así, se evita la oxidación de los componentes del circuito.

Tuberías…

Actuadores Neumáticos

Elementos receptores encargados de transformar la energía neumática en energía mecánica.

Motores

Todos los motores neumáticos están constituidos por elementos que efectúan un movimiento de rotación, tales como palas o engranajes.

Características

• Facilidad de regulación continua, sin escalones, ni par de motor ni de velocidad de rotación.
• Pequeñas dimensiones y peso reducido.
• Insensibilidad frente a los agentes externos.
• Sencillez de mantenimiento.

Cilindros

Tubo de sección circular constante, cerrado por sus extremos, en cuyo interior se desliza un émbolo solidario con un vástago que atraviesa uno de los fondos. El émbolo divide el cilindro en dos volúmenes llamados cámaras. La carrera es el desplazamiento que efectúa el émbolo en el interior del cilindro (longitud). El diámetro determina la superficie del émbolo.

Aplicaciones de los Actuadores Neumáticos

Los cilindros de doble efecto son los más utilizados:

• Pueden desarrollar trabajo en ambos sentidos.
• No hay pérdida de esfuerzo por compresión del muelle de retorno.
• Su régimen de funcionamiento se puede ajustar con mucha precisión.
• La carrera de avance y retroceso corresponde a toda la longitud del cilindro.

Válvulas

Una válvula neumática es un dispositivo que dirige y regula el paso del aire comprimido. Las válvulas distribuidoras son las encargadas de interrumpir, dejar pasar o desviar el aire comprimido. El tipo de válvula viene dado por dos cifras. El sentido de la circulación del aire se indica mediante flechas que se insertan en el interior de cada cuadro. Las conexiones de los orificios se indican de forma diferente según se trate de una fuente de aire comprimido o una salida libre. Los modos de mando y retorno se representan a la izquierda y derecha, respectivamente, y se simbolizan de diferente modo según el tipo. Se trata de una válvula con cinco orificios o vías, y tres posiciones de trabajo. Tiene mando manual y retorno por resorte. Normalmente, suele estar cerrada. El aire puede circular alternativamente.

Otras Válvulas

• Válvulas antirretorno: Impiden el paso del aire en un sentido, mientras que, en sentido contrario, el aire circula con una pérdida de presión mínima.
• Válvulas reguladoras bidireccionales: Regulan la cantidad de aire en ambos sentidos; disponen de un tornillo mediante el cual se aumenta o disminuye la sección del conducto, lo que permite la regulación del caudal de aire.
• Válvulas reguladoras unidireccionales: Están formadas por una válvula antirretorno y una reguladora bidireccional.
• Válvulas reguladoras de presión: Tienen la misión de mantener constante la presión por debajo de un límite.
• Válvulas selectoras de circuito o de doble efecto: Se comportan como puertas lógicas OR.
• Válvulas de simultaneidad: Se comportan como puertas lógicas AND.