Sistema neumático: funcionamiento y aplicaciones

El sistema neumático ha desempeñado un papel fundamental en el campo de la mecánica y también se utiliza en el desarrollo de soluciones de automatización industrial. Estos sistemas están relacionados con los sistemas hidráulicos, pero en ellos se utiliza aire comprimido en lugar de fluido hidráulico. El término "Pneuma" significa aire, mientras que Neumática significa utilizar el aire comprimido para realizar una tarea específica.

El aire atmosférico, cuando su volumen disminuye por compresión, se llama aire comprimido, por lo que la presión puede aumentar. Normalmente, el aire comprimido se utiliza como medio de trabajo a una presión de entre 6 kg/m² y 8 kg/m². Utilizando sistemas neumáticos, podemos desarrollar una fuerza máxima de hasta 50 kN. Este artículo ofrece una visión general de un sistema neumático y sus aplicaciones.

¿Qué es un sistema neumático?

Definición de un sistema neumático: Un sistema que utiliza aire comprimido para transmitir y controlar la energía en diversas industrias se conoce como sistema neumático. Estos sistemas funcionan principalmente con un suministro constante de aire comprimido proporcionado por un compresor de aire. El compresor extrae aire de la atmósfera y lo almacena en un depósito conocido como tanque de alta presión. Posteriormente, se suministra aire comprimido al sistema a través de una serie de válvulas o tuberías.

Construcción de un sistema neumático

La construcción de un sistema neumático puede realizarse con diferentes componentes Componentes del sistema neumático incluyen principalmente el filtro de admisión, el compresor, el refrigerador, el separador, el centro de control del motor, el receptor, el presostato, el tratamiento del aire secundario, la válvula de control y el actuador Esquema del sistema neumático se muestra a continuación.

Filtro de aspiración

El filtro de admisión sirve para filtrar los contaminantes del aire y también se conoce como filtro de aire.

Compresor

La función principal de este compresor es reducir el volumen de aire y aumentar la presión del mismo.

Centro de control del motor

El motor en este sistema se utiliza para suministrar energía mecánica al compresor, ya que la función del motor es cambiar la energía de eléctrica a mecánica.

Enfriador

El refrigerador sirve para disminuir la temperatura del aire comprimido.

Separador

El separador se utiliza para separar la humedad o el vapor de agua del aire.

Receptor

El receptor del sistema es un depósito de alta presión utilizado para almacenar el aire comprimido de los refrigeradores de aire.

Tratamiento del aire

El tratamiento del aire en el sistema descrito anteriormente puede dividirse en tres etapas. En la primera etapa, las partículas grandes no pueden entrar en el compresor a través de un filtro de admisión.

El aire que sale del compresor puede tener una temperatura elevada, por lo que se trata en la siguiente fase. En la etapa final, la temperatura del aire comprimido se reduce con un refrigerador y el aire comprimido puede secarse mediante un secador.

Interruptor de presión

Los presostatos del sistema descrito anteriormente se utilizan para detectar el aumento o la disminución de la presión del aire que se puede modificar o no ajustar. Estos presostatos se utilizan en aplicaciones de vacío o presión.

Válvula de control

La válvula de control del sistema descrito anteriormente se utiliza para cambiar la dirección del flujo de aire.

Actuador de aire

En un sistema neumático, el actuador neumático es una parte esencial y su función principal es utilizar la energía del aire comprimido, también conocida como energía de la presión, convirtiéndola en energía mecánica. De este modo, podemos obtener el resultado final del actuador neumático.

Principio de funcionamiento del sistema neumático

Inicialmente, el aire se toma directamente de la atmósfera mediante el filtro de aire. El aire se limpia y purifica dentro del filtro de aire. Estos filtros son esenciales porque si el aire se utiliza directamente de la atmósfera, puede dañar el compresor. Después, el aire puede ser suministrado al compresor de aire, que es impulsado por la energía mecánica producida por el motor eléctrico.

El compresor de aire aumenta la presión del aire y disminuye su volumen. Cuando la presión del aire aumenta, su temperatura también puede aumentar. Luego, en el siguiente paso, el aire comprimido pasa a los enfriadores de aire, que reducen su temperatura, pero su presión sigue siendo la misma incluso después de reducir la temperatura.

A continuación, el aire enfriado se transmite y se almacena en tanques de recogida. Posteriormente, este aire puede ser transmitido a la cámara de tratamiento de aire, también conocida como filtro regulador o FRL Una vez transferido a esta cámara, el aire se seca.

En un sistema neumático, este proceso es muy importante porque los componentes utilizados en el sistema neumático son delicados. Si no se utiliza este tratamiento del aire, el aire podría estar húmedo y caliente y transmitirse directamente al depósito receptor. Por lo tanto, utilizando este tratamiento, se puede aumentar el rendimiento y la eficacia del sistema.

El aire del tratamiento de aire se transmite a la válvula de control para cambiar la dirección del flujo según sea necesario. Por último, el actuador de aire utiliza la energía del aire y la convierte en mecánica.

Diferencia entre sistema neumático e hidráulico

La diferencia entre un sistema neumático y uno hidráulico es la siguiente

Sistema neumático	Sistema hidráulico
El sistema neumático funciona con aire o gas.	El sistema hidráulico funciona mediante fluidos.
Genera menos energía.	Genera más energía.
Este proceso es muy limpio.	Este proceso no es limpio.
Fácil de usar.	No es fácil de usar.
El mantenimiento es sencillo.	El mantenimiento no es fácil.
Los costes iniciales y de funcionamiento son menores.	Los costes iniciales y de funcionamiento son elevados.
Complejidad simple.	Complejidad media
Excelente fiabilidad.	Buena fiabilidad.
Alta potencia de pico.	Potencia máxima muy elevada.
Tamaño pequeño.	Dimensiones muy reducidas.
Buena precisión posicional.	Buena precisión posicional.
Alta velocidad	La velocidad es lenta.
Los servicios de este sistema son la energía, el compresor, las tuberías, etc	Las utilidades de este sistema son: bomba, energía, tuberías, etc

Mantenimiento del sistema neumático

Algunos problemas comunes que se producen en el sistema neumático son la lentitud del movimiento del actuador, la baja presión, la fuga del sello de aire, la restricción excesiva de aire, un filtro dañado, la deriva cilíndrica, el cambio de dirección del flujo de aire dentro de la válvula de control, etc. Para superar todos estos problemas, el mantenimiento de un sistema neumático es muy importante. Por lo tanto, el mantenimiento del sistema neumático puede realizarse como sigue.

• Una vez a la semana, hay que vaciar los filtros de aire y comprobar el funcionamiento de los colectores de agua.
• Cada 4 semanas, hay que comprobar las fugas de aire y las juntas.
• Hay que añadir lubricante a los lubricadores de niebla cada cuatro semanas.
• Una vez a la semana, los componentes eléctricos y los actuadores deben limpiarse externamente.
• Hay que comprobar los movimientos de los componentes y los puntos de giro y lubricar los cilindros.
• Cada seis meses hay que cambiar los filtros de aire.
• Si es necesario, hay que limpiar y sustituir el silenciador obstruido.

Ventajas

El ventajas del sistema neumático incluyen lo siguiente.

• Su diseño es sencillo.
• Eficiente.
• Muy eficiente.
• La disponibilidad de la fuente es infinita.
• Alta fiabilidad y durabilidad.
• Aspectos de seguridad.
• Económicos.
• El aire se puede almacenar.
• La transferencia de potencia y velocidad es muy fácil de configurar.
• Gran adaptabilidad a las condiciones ambientales adversas.
• Selección sencilla de la presión y la velocidad...
• Ecológico.

Desventajas

El desventajas del sistema neumático incluyen lo siguiente.

• Precisión relativamente baja.
• Carga baja.
• Es necesario procesarlo antes de utilizarlo.
• Velocidad de desplazamiento no uniforme.
• Necesita la instalación de un equipo de aire.
• Fácil de perder.
• Presión de trabajo más baja.
• Condensación simple.
• Comparado con la electricidad, el aire comprimido es caro.
• Es necesario instalar un silenciador en cada línea de escape porque estos sistemas generan mucho ruido.
• Si estos sistemas requieren tuberías especiales, los costes de instalación aumentan.
• Estos sistemas no son actualizables.

Aplicaciones

El aplicaciones del sistema neumático incluyen lo siguiente.

• Estos sistemas se utilizan en las industrias de fabricación, como las máquinas-herramienta, la automoción, los electrodomésticos y los aparatos comerciales.
• Estos sistemas se utilizan en industrias de transformación como la alimentaria, la química, la textil, la papelera, la petroquímica, etc.
• Se utilizan en vagones de ferrocarril, sistemas de frenado de automóviles, vagones y prensas de impresión.
• Se utilizan en robots industriales para diversos fines, como el envasado, el llenado, el taladrado, la perforación, la recepción, la sujeción, etc.
• Sistemas de montaje.
• Maquinaria de plástico.
• Lavado de coches.
• Sistemas de prueba.
• Se utiliza para accionar actuadores rotativos y lineales.
• Sistemas de refrigeración.
• Abrir y cerrar puertas.
• Los mercados del petróleo.
• Se utilizan en varios tipos de equipos de manipulación de materiales.
• Equipos médicos y operaciones de control lógico.
• En máquinas eléctricas de tuercas y martillos.
• Se utiliza en las operaciones de la máquina herramienta.

Por lo tanto, es una visión general de un sistema neumático y sus aplicaciones. Estos sistemas funcionan con aire comprimido. Por lo tanto, la energía generada por estos sistemas puede ser más fiable, más barata, más flexible y no peligrosa que otros dispositivos que generan energía de forma diferente, como los motores eléctricos o los actuadores. Aquí tienes una pregunta: ¿cuáles son algunos ejemplos de sistemas neumáticos?