Sistemas Neumáticos
La neumática se utiliza para ejecutar las siguientes funciones:
- Detección de estados mediante sensores.
- Procesamiento de información mediante procesadores.
- Accionamiento de actuadores mediante elementos de control.
- Ejecución de trabajos mediante actuadores.
Para controlar máquinas y equipos suele ser necesario efectuar una relación lógica y compleja de estados y conexiones, lo cual a través de la neumática se logra mediante un sistema en el que actúan conjuntamente sensores, procesadores, elementos de accionamiento y actuadores.
Ventajas
- Cantidad: En prácticamente cualquier lugar se dispone de cantidades ilimitadas de aire.
- Almacenable: Posibilidad de almacenar aire comprimido en acumuladores para abastecer un sistema. Además, el acumulador se puede transportar.
- Temperatura: Prácticamente es indiferente a las oscilaciones de temperatura, obteniéndose un funcionamiento fiable incluso bajo condiciones extremas.
- Limpio: El aire comprimido no lubricado no contamina el ambiente.
- Composición: Los elementos de trabajo son de composición sencilla y, por lo tanto, su precio es relativamente bajo.
- Seguridad: El aire no alberga riesgo en relación con fuego o explosión.
Compresores
Compresores Alternativos
Los compresores de émbolo son los más comúnmente utilizados; comprimen el aire que ingresa a través de la válvula de aspiración para luego pasar al sistema a través de una válvula de escape. Estos compresores son utilizados con frecuencia debido a que cubren un amplio margen de presiones. En los compresores de membrana, la cámara de compresión está separada del émbolo mediante una membrana, ofreciendo la ventaja de no dejar pasar aceite desde el compresor al acumulador.
Acumulador
Una planta compresora incorpora normalmente uno o más acumuladores o depósitos de aire. Sus dimensiones han de adaptarse a la capacidad del compresor, sistema de regulación, presión de trabajo y variaciones del consumo de aire. Sirven para:
- Almacenar aire comprimido para cuando la demanda momentánea exceda la capacidad del compresor.
- Incrementar la refrigeración y captar posibles condensados residuales y pequeñas gotas de aceite.
- Compensar las variaciones de presión que tengan lugar en la red de tuberías.
- Evitar ciclos carga-descarga del compresor demasiado frecuentes.
Otras Ventajas
- Velocidad: Permite obtener velocidades elevadas de los émbolos y de conmutación.
- Sobrecarga: Las herramientas y elementos neumáticos pueden funcionar hasta que estén totalmente detenidos sin ser sobrecargados y sin que existan roturas.
- Costo: En comparación con otros sistemas de automatización, la neumática tiene un costo relativamente bajo.
Desventajas
- Compresible: El aire comprimido no permite obtener velocidades homogéneas ni constantes de los émbolos.
- Preparación: El aire comprimido tiene que ser acondicionado, ya que de lo contrario puede producirse un desgaste precoz de los elementos neumáticos por efecto de suciedad y agua condensada.
- Fuerza: El aire comprimido es económico solamente hasta determinados niveles de fuerza, ubicando este límite entre 20.000 y 30.000 Newton, según la carrera y velocidad, y suponiendo una presión de entre 6 y 7 bar.
- Ruido: El escape de aire produce mucho ruido; sin embargo, este problema puede ser atenuado utilizando silenciadores.
Elementos de un Sistema Neumático
- Abastecimiento de energía.
- Elementos de entrada.
- Elementos de procesamiento.
- Órganos de maniobra.
- Elementos de trabajo.
Generación y Abastecimiento de Aire a Presión
En el sistema de abastecimiento, el aire es comprimido por un compresor. Para tener la seguridad de que el aire tiene la calidad requerida, se recurre a una unidad de mantenimiento. Para evitar el surgimiento de oscilaciones de presión, deberá instalarse un acumulador. El compresor se encarga de llenar el acumulador, el cual puede suministrar en todo momento aire comprimido. Las unidades de mantenimiento combinan los siguientes elementos:
- Filtro para aire comprimido: Tiene la función de eliminar impurezas y condensado del aire a presión que pasa por él.
- Regulador de aire comprimido: Tiene la función de mantener constante la presión de servicio.
- Lubricador de aire comprimido: Tiene la función de agregar aceite al aire en determinado tramo del sistema de distribución de aire si el sistema neumático lo requiere.
Principios de Funcionamiento de los Compresores
Los compresores trabajan con dos principios físicos fundamentales: por desplazamiento o por aceleración de fluidos. El principio de desplazamiento se funda en la reducción del volumen del aire. Esta reducción provoca un aumento de presión que es proporcional a la disminución de dicho volumen. Los compresores de este tipo pueden, por otra parte, subdividirse en alternativos y giratorios.