Sistemas Neumáticos

Están constituidos por circuitos por los que circula aire comprimido, que es un fluido muy versátil, económico e ideal para la transmisión de trabajo.

Ventajas frente a los sistemas automáticos:

• Están indicados para trabajar en ambientes donde la utilización de la electricidad puede representar un peligro. El uso de circuitos eléctricos en estos lugares implica que deben disponer de protecciones especiales para los elementos que los componen, y evitar así posibles chispas que puedan causar catástrofes.
• Están indicados para ambientes húmedos.
• El aire comprimido se obtiene fácilmente a partir de aire atmosférico.
• El aire comprimido se almacena con facilidad en depósitos.
• El aire comprimido es rápido en su desplazamiento por el interior de las tuberías.
• Son sistemas limpios que no producen suciedad.

Aplicaciones:

• Limpieza: en carpinterías se usa para recoger el serrín producido al serrar la madera.
• Frenos y suspensiones: se usa en amortiguadores de aire, frenos neumáticos…
• Máquinas: por ejemplo, las máquinas de atornillar con las que trabajan los mecánicos.
• Transportes: se utilizan en accionamientos de puertas de autobuses y trenes.
• Industria: se emplean en diferentes sistemas productivos.

Fluidos

• Presión: es la fuerza que se ejerce sobre una superficie. P = f/s
  • Presión – Pascales
  • Fuerza – Newtons
  • Superficie – Metros cuadrados
• Caudal: es la cantidad de fluido que atraviesa una sección determinada por una unidad de tiempo.
  • q = v/t = S x L/t = S x V

1 atm = 101325 Pa               1 bar = 10⁵ N/m²                      1 bar = 1 atm

Elementos de una Instalación Neumática

Producción

• Compresor: genera aire a presión a partir de energía eléctrica.
• Acumulador: almacena el aire a presión procedente del compresor.
• Ejemplo: compresor alternativo de pistón – funcionamiento similar a motores de explosión.

Tratamiento

• De acondicionamiento: mejoran las propiedades del aire, rebajan la humedad, etc.
• Accesorios de medida: indican datos sobre las propiedades del aire, como la presión.
• Ejemplo: manómetros – elemento que mide la presión.

Transporte

• Tuberías: distribuyen el aire a presión. Han de ser de plástico o de metal.

Regulación y control

• Válvulas distribuidoras: elemento que distribuye el aire según convenga a partir de accionamientos.
• Válvulas de control: controlan y distribuyen el flujo del aire a partir de elementos de control.

Accionamiento

• Cilindros: originan un desplazamiento lineal.
• Motores: originan un movimiento rotativo.
• Accionadores angulares: originan un determinado giro del eje.

Producción y Tratamiento del Aire Comprimido

Producción del aire comprimido

Los compresores son máquinas que proporcionan aire comprimido.

Hay dos tipos de compresores:

• Volumétricos: el funcionamiento se basa en la reducción del volumen de una cierta cantidad de aire.
• Turbocompresores: en los que el aire aspirado aumenta su velocidad de circulación a través de distintas cámaras, impulsado por piezas giratorias: paletas, tornillos…

A la salida del compresor se instalan depósitos acumuladores que eliminan las pulsaciones del compresor y almacenan el aire comprimido.

Tratamiento del aire comprimido

Se emplean los siguientes elementos:

• Filtros: eliminan impurezas, como partículas sólidas y agua que se condensa, y que si no las elimináramos provocarían desgaste rápido o errores. Se colocan después del compresor y el depósito.

Transporte: La Red de Distribución

La red de distribución la constituyen el conjunto de tuberías y demás elementos por donde circula el aire desde el punto de producción hasta el punto de consumo.

• Las pérdidas de presión originadas a causa del rozamiento deben ser mínimas.
• Las tuberías no deben deformarse a causa de la presión.

Las tuberías suelen ser de cobre, acero o plástico.

La red ha de tener una inclinación de 2 – 3% para que el agua pueda ser purgada.

Los Actuadores

Son aquellos componentes que transforman la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico o movimiento.

• Cilindros: de simple y doble efecto.
• Accionadores angulares: se utilizan para conseguir giros de determinados grados.
• Motores rotativos: turbina que gira cuando le llega aire comprimido.

Válvulas

• Distribuidoras: están formadas por un cuerpo y un elemento móvil.
  • Cada uno de los estados posibles se llama posición.
• Selectora: deja pasar el aire cuando este penetra en ella por cualquiera de las dos entradas.
• Antirretorno: solo deja pasar el aire en un sentido.
• Reguladora de flujo unidireccional: regula el flujo del aire en un sentido, y en el otro no.
• Simultaneidad: se utiliza cuando queremos obtener presión si solo obtenemos señal de los dos.

Sistemas Hidráulicos

P = F/S

F₂ = P₂ * S₂ = F₁/S₁ * S₂

P₁ = P₂

F₁/S₁ = F₂/S₂

Ventajas de los Circuitos Hidráulicos

• Son capaces de transformar fuerzas mayores.
• Permiten lograr una fácil regulación de velocidad de los actuadores y también detenerlos en cualquier posición.

Desventajas

Son más caros.