Sistema neumático: características, cómo funciona, ejemplos
¿Qué es un sistema neumático?
Un sistema neumático es aquel que usa un gas, generalmente aire comprimido, para transmitir potencia a un dispositivo mecánico. Cuando el fluido es un líquido en vez de un gas, entonces se denomina sistema hidráulico.
En ocasiones se envía un pulso de presión, que actúa como señal, para activar mecánicamente otro dispositivo, por ejemplo, un interruptor.
Un sistema neumático está compuesto por un compresor, válvulas, actuadores y conductos de aire comprimido. El sistema está conectado por tuberías, mangueras o conductos que son parte del circuito neumático y que la mayoría de las veces no requiere de un retorno.
Los ruidosos martillos neumáticos con los que se rompe el concreto de las calles, las aceras y las construcciones, es probablemente el ejemplo más conocido de un sistema neumático.
Otras herramientas, como las que se utilizan para enroscar y desenroscar las tuercas de las llantas son parte de un sistema neumático. En este sistema, la energía potencial del aire comprimido se convierte en torque que aprieta o afloja las tuercas.
Asimismo, la máquina con la que se extraen las gomas de caucho o neumáticos de las llantas o ruedas automotrices son otro ejemplo de sistema neumático. En esta máquina hay unos pedales, que en el fondo son interruptores neumáticos que desvían la presión o flujo de aire comprimido de una parte a otra de la máquina, para que ejecute diversas funciones.
Características de un sistema neumático
Todo sistema neumático se caracteriza por tener:
- Un compresor (generalmente de aire).
- Bombona o depósito de aire.
- Un sistema de filtro para eliminar impurezas y humedad.
- Las válvulas para regular la presión y el flujo.
- Interruptores neumáticos, que permiten o bloquean el paso de aire comprimido.
- Los conductos de aire o fluido comprimido, los cuales pueden ser tuberías metálicas y/o mangueras de alta presión.
- Los actuadores, que son los dispositivos mecánicos que ejecutan el trabajo. La mayoría de los actuadores constan de un cilindro con un pistón móvil, pero también puede ser una turbina, como en el caso del taladro de dentista.
- Los manómetros son medidores de presión que se colocan en diversas partes del sistema neumático con el propósito de conocer y controlar las presiones en cada una de las partes o etapas del sistema.
Funcionamiento de un sistema neumático
Para explicar el funcionamiento de un sistema neumático, se describe a continuación el funcionamiento de cada una de sus partes y la forma en que cada parte se integra al sistema completo.
Compresor
En todo sistema neumático es indispensable el compresor, el cual absorbe aire a presión atmosférica, y mediante un pistón lo comprime de modo tal que aumenta su presión varias veces la presión atmosférica.
El depósito
La bombona o depósito retiene el aire a alta presión producido por el compresor, donde se acumula a la presión y el volumen necesario de acuerdo a las necesidades del sistema neumático. Otra función de la bombona es dejar enfriar, por lo general hasta la temperatura ambiente, el aire caliente proveniente del compresor.
Filtros
El filtro, que casi siempre se coloca a la salida de la bombona, retiene las partículas de polvo y remueve la humedad del aire comprimido que pasará a los conductos. Esto es necesario para garantizar el buen funcionamiento y la duración de las otras partes del sistema, como lo son las válvulas y los propios actuadores.
Válvulas
Las funciones de las válvulas pueden ser varias: distribución de presión, regulación de presión, interruptor de presión, reguladoras de caudal y válvulas de cierre.
Las válvulas pueden ser de varios tipos, dependiendo de su función. Hay válvulas que controlan la presión manteniéndola a un nivel estable, de acuerdo a la función del sistema.
Otras válvulas funcionan como interruptores que permiten o impiden el paso de presión a las otras partes del circuito neumático.
Hay válvulas que alternativamente redirigen el flujo a una u otra parte del circuito neumático, por ejemplo para ejecutar un movimiento del actuador en direcciones opuestas, como en el sistema de cilindro y pistón de doble acción en los mecanismos de apertura y cierre de las portezuelas de autobuses y furgonetas.
Las válvulas de un sistema neumático pueden controlarse manualmente, por sistemas servo-neumáticos donde se usa la energía del propio circuito y por sistemas electro-neumáticos, en el que las válvulas del sistema neumático son accionadas por solenoides eléctricos.
Circuitos neumáticos
Básicamente hay dos tipos de circuitos:
1- Los circuitos con retorno o de circuito cerrado, donde la parte final se conecta con el origen del circuito garantizando un flujo continuo de aire, en este caso se ahorra energía para mantener estable la presión del sistema.
2- Los circuitos sin retorno o de circuito abierto, estos últimos son más económicos en términos de tuberías y son adecuados cuando los actuadores funcionan más por la presión que por el flujo. En estos casos, como el aire comprimido no retorna, se requiere mayor trabajo por parte del compresor para mantener la presión de trabajo, por lo que este tipo de circuitos es menos eficiente desde el punto de vista energético.
Ejemplos de sistemas neumáticos
Son ejemplos de sistemas neumáticos los siguientes:
-Los taladros de turbina empleados en odontología.
-Martillos neumáticos para romper concreto en calles y aceras.
-Los sistemas de apertura y cierre de puertas en trenes, autobuses y furgonetas.
-Herramientas para apretar y aflojar las llantas de los vehículos automotores.
-Las máquinas que se usan para remover y colocar las gomas de las llantas automotrices.
-Destornilladores y atornilladores en las plantas de ensamblaje industrial.
-Remachadoras industriales.
-Engrapadoras industriales para tapicería.
-Pistolas de clavos para carpintería.
-En robótica industrial, se utilizan para el movimiento de brazos articulados, sistemas de agarre y levantamiento de piezas.
-En el sistema de frenos de aire para camiones, tractores, maquinaria de construcción, gandolas, trailers y trenes.
-Sistemas de embrague neumático de autobuses y camiones.
Referencias
- Croser, P. 2003. Neumática básica. Festo Didactic. Esslingen.
- Deppert, W. 1977. Aplicaciones de la Neumática. Marcombo – Boixareu Editores.
- Serrano, A. 2008. Neumática. España: Thomson Editores.
- Wikipedia. Neumática. Recuperado de: es.wikipedia.com
- Wikipedia. Pneumatics. Recuperado de: en.wikipedia.com