Elementos básicos de un circuito neumático

Los circuitos neumáticos, a diferencia de los oleohidráulicos, utilizan aire comprimido como fluido de trabajo y no requieren un tanque de retorno.

Generador de aire comprimido

El generador de aire comprimido, generalmente un compresor, comprime el aire atmosférico hasta alcanzar la presión de funcionamiento del sistema. A menudo se combina con un tanque de almacenamiento para asegurar un suministro constante de aire.

Tuberías y conductos

Las tuberías y conductos son los canales por los que circula el aire comprimido, conectando todos los componentes del circuito.

Actuadores

Los actuadores, como cilindros y motores neumáticos, transforman la presión del aire en trabajo útil, generando movimiento lineal o rotativo.

Elementos de mando y control

Las válvulas distribuidoras y otros elementos de control regulan el flujo de aire, permitiendo o bloqueando el paso según las condiciones preestablecidas.

Tipos de compresores

Compresores rotativos

Los compresores rotativos aumentan la presión del aire mediante el giro de un rotor. Se clasifican en:

Compresor de paletas

Son silenciosos y proporcionan un caudal de aire constante.

Compresor de husillo o Roots

Son más caros pero pueden suministrar aire a mayor presión.

Compresor de tornillo

Son caros, silenciosos y tienen un desgaste mínimo.

Turbocompresor

Proporcionan una presión reducida pero un caudal muy elevado. No son comunes en aplicaciones industriales.

Actuadores neumáticos

Cilindro de doble efecto

El cilindro de doble efecto trabaja en ambos sentidos, utilizando aire comprimido para extender y retraer el vástago. La fuerza de empuje y retroceso se calcula mediante las siguientes fórmulas:

• Fuerza de empuje = Presión del aire * Superficie del émbolo
• Fuerza de retroceso = Presión del aire * (Superficie del émbolo – Superficie del vástago)

Motor de paletas

Genera movimiento rotativo continuo y es el motor neumático más utilizado.

Cilindro basculante

Genera movimiento alternativo en una dirección u otra, como en los limpiaparabrisas.

Elementos de mando: válvulas

Las válvulas controlan la dirección y el flujo del aire comprimido. Algunos ejemplos son:

• Válvula 3/2: Permite la circulación de aire a un cilindro de simple efecto y su evacuación.
• Válvula AND (Y): Permite el paso del aire solo cuando hay presión en ambas entradas.
• Válvula antirretorno: Permite el paso del aire en una sola dirección.
• Válvula estranguladora unidireccional: Permite el paso libre del aire en una dirección y lo estrangula en la dirección opuesta.

Diseño de circuitos neumáticos

Al representar un circuito neumático, los elementos se colocan en el esquema según su función. El esquema se divide en niveles:

• Actuadores
• Elementos de control
• Funciones lógicas
• Emisores de señal, señales de control
• Toma de presión y unidad de mantenimiento

Un mismo elemento puede realizar varias funciones y no todos los niveles son siempre necesarios.

Fórmulas útiles

Espesor de un tubo de cobre en función a su diámetro:

e = p*d/400 + 1.5 (mm)

Diámetro de un tubo para transportar agua:

D = 0.019√Q/V

Donde:

• D = Diámetro en mm
• Q = Caudal en m³/hrs
• V = Velocidad del fluido en m/s (para agua, V = 0.65 m/s)