AUTOMATIZACIÓN NEUMÁTICA Conceptos básicos, elementos y esquemas

NEUMÁTICA Técnica que utiliza el aire comprimido como vehículo para transmitir energía.

Introducción NEUMÁTICA : rama de la tecnología dedicada al estudio y aplicaciones prácticas del aire comprimido. Aire comprimido: aire tomado de la atmósfera y confinado a presión en un espacio reducido. Martillo neumático Excavadora neumática

2. Etimología de las palabras Neumática La palabra neumática deriva del griego pneuma, pneumatos. Pneuma significa soplo. Las primeras apariciones de la palabra la encontramos en tratados del siglo I a.C, durante el Imperio Romano Hidráulica La palabra hidráulica viene del griego Hydraulikos. Hace referencia a máquinas que son impulsadas por acción de la energía del agua. Al igual que la palabra anterior, sus primeras apariciones datan del siglo I a.C

Fundamentos físicos Mecánica de fluidos : parte de la física que estudia la acción de los fluidos en reposo o en movimiento, así como de las aplicaciones y mecanismos de ingeniería que utilizan fluidos. Puede subdividirse en dos campos: Estática de fluidos, o hidrostática Dinámica de fluidos La mecánica de fluidos es fundamental en la aeronáutica, la ingeniería química, civil e industrial, la meteorología, las construcciones navales y la oceanografía.

Propiedades del aire comprimido Abundancia: disponible para su compresión en cantidades ilimitadas. Transporte: fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno. Almacenable: en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en recipientes (botellas). Temperatura: el aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas. Antideflagrante: no existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras. Limpio: el aire comprimido es limpio. Muy importante, por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero. Velocidad: es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas.

Producción de aire comprimido - Las impurezas en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones neumáticas y a la destrucción de los elementos neumáticos . - Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el aire comprimido - El agua (humedad) llega al interior de la red con el. aire que aspira el compresor depende humedad relativa del aire.

Ventajas e Inconvenientes Sencillez de los sistemas de mando: válvulas, cilindros, etc. Rapidez de respuesta del sistema neumático Economía de los sistemas neumáticos una vez instalados. INCONVENIENTES: Instalaciones caras en general. El mantenimiento del aire en buenas condiciones es costoso. Esquemas complejos de modificar y depurar

Aplicaciones Accionamiento de válvulas para aire, agua o productos químicos. Accionamiento de puertas pesadas o calientes. Descarga de depósitos en la construcción, fabricación de acero, minería e industrias químicas. Apisonamiento en la colocación de hormigón. Pintura por pulverización. Sujección y movimiento en la industria maderera. Sujección para encolar, pegar en caliente o soldar plásticos. Máquinas de soldadura eléctrica por puntos. Máquinas de embotellado y envasado. Manipuladores neumáticos.

Otras aplicaciones Neumáticas Sistemas industriales con equipos neumáticos : Ejemplo: Traslado de paquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc. - Industrias alimenticias farmacéuticas y químicas - Ingeniería química, civil e industrial - La meteorología - Las construcciones navales y la oceanografía.

Propiedades Disponibilidad. Almacenamiento. Simplicidad de diseño y control. Elección del movimiento. Economía. Fiabilidad. Resistencia al entorno. Limpieza del entorno. Seguridad.

Magnitudes y unidades

Presiones

Presión Se distinguen dos conceptos: - La presión de servicio: que es la suministrada por el compresor o acumulador y existe en las tuberías que alimentan a los consumidores. - La presión de trabajo: que es la necesaria en el puesto de trabajo considerado. Por eso, los datos de servicio de los elementos se refieren a esta presión. # Importante: Para garantizar un funcionamiento fiable es necesario que la presión tenga un valor constante.

Ecuación de los gases perfectos

Ley de Boyle -Mariotte P1 · V1 = P2 · V2; T = cte El volumen es inversamente proporcional a la presión: Si la presión aumenta, el volumen disminuye. Si la presión disminuye, el volumen aumenta. P1 · V1 = P2 · V2; T = cte

Leyes de Charles- Gay Lussac El presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si aumentamos la temperatura, aumenta la presión. Si disminuimos la temperatura, disminuye la presión. P1 / T1 = P2 / T2; V = cte

3. Neumática Conceptos físicos clave P = F/S Q = V/t La neumática es la tecnología que utiliza el aire comprimido como fluido de trabajo. Los conceptos físicos que utiliza para su desarrollo son: Presión: Es la fuerza que se ejerce por unidad de superficie P = Presión, su unidad son los pascales (Pa) F = Fuerza ejercida, su unidad son los Newton (N) S = superficie de actuación, su unidad son los m2(metros cuadrados) Caudal: Es el volumen de fluido que circula a través de un conductor en la unidad de tiempo Q = Caudal, se mide en metros cúbicos/segundo V = Volumen, se mide en metros cúbicos t = tiempo, su unidad son los segundos P = F/S Q = V/t

Caudal Por caudal se entiende la cantidad de aire que suministra el compresor. Existen dos conceptos : 1. El caudal teórico 2. El caudal efectivo o real En el compresor de émbolo oscilante, el caudal teórico es igual al producto de cilindrada (velocidad de rotación). El caudal efectivo depende de la construcción del compresor y de la presión. En este caso, el rendimiento volumétrico es muy importante.