La neumática

La neumática es el conjunto de las aplicaciones técnicas (transmisión y transformación de fuerzas y movimiento) que utilizan la energía acumulada en el aire comprimido.

Desde hace mucho tiempo se ha utilizado consciente o inconscientemente en distintas aplicaciones. El griego Ktesibios fue el primero que se sepa con seguridad utilizó aire comprimido como elemento de trabajo. Hace más de 2000 años construyó una catapulta de aire comprimido. Uno de los primeros libros que trató el empleo de aire comprimido como energía data del siglo I, describiendo mecanismos accionados por aire comprimido.

La propia palabra procede de la expresión griega “pneuma”, que se refiere a la respiración, el viento y, en filosofía, al alma.

Hasta finales del siglo pasado no se comenzó a estudiar sistemáticamente su comportamiento y reglas, cuando el estudio de los gases es objeto de científicos como Torricelli, Pascal, Mariotte, Boyle, Gay Lussac, etc.

La verdadera irrupción de la neumática en la industria se dio a partir de 1950 con la introducción de la automatización en los procesos de trabajo, aunque al comienzo fue rechazada por su desconocimiento. Hoy en día no se concibe una explotación industrial sin aire comprimido. La automatización permite la eliminación total o parcial de la intervención humana. Asume pues algunas funciones intelectuales más o menos complejas de cálculo y de decisión.

La “neumática convencional” es la tecnología que emplea elementos neumáticos con partes mecánicas en movimiento. La energía estática contenida en un fluido bajo presión de 3 a 10 Kg/cm2 es transformada en energía mecánica mediante los actuadores (cilindros o motores).

1.1.1 1.1.1 Fundamentos físicos.

El aire es una mezcla de gases cuya composición volumétrica es aproximadamente la siguiente:

78% Nitrógeno

20% Oxígeno

1% Hidrógeno

1% Una mezcla de Dióxido de carbono (CO2), gases nobles (Helio, Neón, Argón), polvo atmosférico y vapor de agua.

Su peso específico es de 1,293 Kg/m3 a 0ºC y una atmósfera (1,013 bar) de presión.

Es muy compresible, sensible a las variaciones de temperatura y se adapta perfectamente a la forma del recipiente que lo contiene. Es incoloro en masas normales y de color azulado en grandes volúmenes.

1.1.2 Propiedades del aire.

•Elasticidad.- La presión ejercida en un gas se transmite con igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el volumen que lo engloba.

•Compresibilidad.- Un gas se puede comprimir en un recipiente cerrado aumentando la presión.

•Incoloro.- Sin color.

•Fluidez.- No ofrecen ningún tipo de resistencia al desplazamiento.

•Generación del aire comprimido sin limitaciones ya que la materia prima es sin costo.

•Fácil distribución, no precisa recuperación.

•Fácil de acumular en tanques o depósitos.

•Puede ser utilizado en ambientes explosivos o inflamables.

•No interfiere con el medio ambiente.

1.1.1 1.1.3Tipos de mando.

Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y un aporte de trabajo. Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas.

Símbolos de diferentes mandos empleados en los circuitos neumáticos

Las válvulas pueden ser accionadas de forma manual o utilizando medios eléctricos. En la figura se exponen los símbolos de los diferentes tipos de mandos.

• Mandos manuales: el pulsador y el pedal se utilizan como un medio para cambiar la posición de forma manual, construyéndose en forma de seta.

• Finales de carrera: este tipo de mandos tiene un accionamiento (palanca, leva o rodillo, resorte) que es accionado por un objeto cuando entra en contacto con él, de forma que se mantiene en dicha posición inestable mientras se produzca el contacto.

• Accionamientos secundarios: en estos casos, las válvulas se equipan con medios de cambio de posición provenientes de una señal eléctrica que excita un relé o mediante la inyección de una salida de aire a presión (mando neumático).

1.2 Conceptos básicos de la hidráulica.

Un sistema hidráulico contiene y confina un líquido de manera que el mismo usa las leyes que gobiernan los líquidos para transmitir potencia y desarrollar trabajo. Vemos aquí algunos sistemas básicos y tratamos componentes de un sistema hidráulico que almacenan y acondicionan el fluido. El reservorio de aceite (sumidero y tanque) usualmente sirve para depósito y acondicionador del fluido. Los filtros, reguladores y conexiones magnéticas acondicionan el fluido al quitar impurezas extrañas que podrían obstruir los pasajes y dañar las partes. Los intercambiadores de calor o enfriadores son usados para mantener la temperatura del aceite dentro de los límites aceptables de seguridad y evitar el deterioro del aceite. Los acumuladores, a pesar de ser técnicamente fuentes de energía almacenada, actúan como almacenes de fluido.

1.2.1 Fundamentos físicos de la hidráulica.

Característica peculiar de un fluido es que no tienen forma propia, adquiriendo la del

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