👨🏫 ¿Qué es la neumática?
La neumática es una rama de la física que estudia el comportamiento de los gases y de otros fluidos en movimiento.
También podemos definir la neumática como la tecnología que hace uso del aire para generar presión y a su vez movimiento.
El objetivo de la neumática es automatizar los procesos industriales y librar a los operarios de trabajos repetitivos.
Neumática
La neumática tiene muchas cosas buenas, pero no todo son ventajas. Veamos una lista de ventajas y desventajas que nos ayudarán a entender mejor en qué nos puede ayudar la neumática, y en qué no.
🔹 Ventajas de la neumática 👍🏻
- El aire es fácil de encontrar y abunda
- No es corrosivo, ni es conductor eléctrico
- En caso de fuga es limpio
- Es ignífugo
- Se almacena con facilidad una vez comprimido
- Se transporta fácilmente mediante tuberías
- Mecanismos de control sencillos
- Se puede conseguir variaciones de velocidad relativamente fácil
- Velocidades elevadas de hasta ¿500.000 rpm?
🔹 Desventajas de la neumática 👎🏻
- El aire tiene impurezas que hay que limpiar
- Las reacciones entre pulsar y activar son lentas
- No es una técnica muy precisa. Por debajo de 1 segundo no hay precisión
- Presión en instalaciones de 7 bares máxima
- Límite de fuerza utilizado de unos 3000 kg
- Posiciones intermedias difíciles de conseguir
- Difícil conseguir velocidades uniformes y constantes
- El aire suele tener fugas y las fugas son ruidosas
- Consumo constante debido a las fugas
- Comprimir el aire es caro comparado con la energía eléctrica
🎓 Cursos relacionados con la neumática
😮💨 ¿Qué es un compresor?
Un compresor es una máquina que comprime el aire, haciendo que este se condense, de forma que aumenta su densidad.
Los compresores se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde el hinchado de neumáticos hasta la operación de herramientas eléctricas.
🔹 Partes de un compresor
- Compresor – El aire es aspirado a presión atmosférica, se comprime y entrega a presión al sistema neumático.
- Motor eléctrico – Suministra la energía mecánica al compresor.
- Presostato – Controla el motor eléctrico detectando la presión en el depósito. Activa y para el motor manteniendo la presión adecuada en todo momento.
- Válvula anti-retorno – Deja pasar el aire comprimido del compresor al depósito e impide su retorno.
- Depósito – Almacena el aire comprimido.
- Manómetro – Indica la presión en el depósito.
- Purga automática – Purga el agua que se condensa en el depósito.
- Válvula de seguridad – Expulsa el aire comprimido si la presión en el depósito sube más de lo permitido.
🧐 ¿Qué es un cilindro neumático?
Un cilindro es un dispositivo que utiliza el movimiento del aire comprimido para producir fuerza.
🔹 Partes de un cilindro
Las principales partes de un cilindro neumático son:
- Toma de presión de aire que permite que el aire entre o salga del cilindro.
- El vástago que transmite el movimiento del cilindro al eje o a la pieza que se está moviendo.
- El émbolo que divide el interior del cilindro en dos cámaras, la cámara de entrada y la cámara de salida.
- Cámara de entrada: se llena de aire a la presión deseada para mover el pistón.
- Cámara de salida: se vacía de aire cuando el pistón se mueve.
🤔 ¿Qué es una válvula neumática?
Una válvula es un dispositivo que permite el paso de un fluido a través de un tubo u otro dispositivo.
Una válvula puede controlar el flujo de fluido mediante la apertura y cierre de un orificio. Las válvulas se utilizan en una variedad de aplicaciones, tales como el control del flujo de agua en una tubería, o el control del flujo de aire en una válvula de regulación de caudal.
🔹 Tipos de válvula
- Válvulas distribuidoras
Sirven para distribuir el aire comprimido según las necesidades. Las válvulas distribuidoras se representan de forma esquemática divididas en vías y posiciones.
Para que lo entiendas bien, ¿ves la primera válvula de la siguiente foto? Tiene dos cuadrados, eso son las posiciones. Y ahora fíjate en la flecha, ¿por cuántos puntos toca con el cuadrado?
Como puedes ver, la flecha toca por delante y por detrás, toca dos veces, igual que en la otra posición pero en vez de ser una flecha son dos líneas partidas. Esto son las vías.
Dos posiciones y dos vías, con lo que podemos decir que es una válvula 2/2 N.C. (Normalmente cerrada).
- Válvulas auxiliares de flujo y bloqueo
Una válvula auxiliar de flujo es un tipo de válvula que se utiliza junto con otra válvula principal para controlar el flujo del aire comprimido. La válvula auxiliar se abre y cierra en respuesta a la presión del fluido, lo que permite que el fluido fluya a través de la válvula principal.
- Válvulas de presión y tiempo
Una válvula de presión es la que regula el caudal del aire comprimido para conseguir una presión establecida.
⚖️ Física elemental que se utiliza en neumática
🔹 El caudal
El caudal es el volumen de un fluido que atraviesa una sección en un tiempo determinado.
En la neumática la unidad de caudal es l/min o m3/h.
🔹 La presión
Es la relación entre la fuerza que actúa sobre un cuerpo y la superficie donde actúa esta fuerza. El caudal se expresa en bares. Teniendo en cuenta las siguientes equivalencias:
1 bar = Pascales = 1 atmósfera = 1Kp/cm2
🔹 La temperatura
Es una sensación térmica, palpable y que se mide con un termómetro. En neumática la temperatura se mide en centígrados ºC . La temperatura absoluta se mide en Kelvin ºK.
ºK = 273 + ºC
🔹 El rendimiento
Es la relación entre la magnitud útil y la magnitud consumida. Se expresa en %.
🌪️ Cualidades del aire
Los gases son fluidos estáticos que se caracterizan por no tener forma propia.
Las cualidades del aire son las siguientes:
- Expansible: Ocupa todo el espacio del recipiente en el que se encuentran.
- Compresible: Pueden reducir el volumen y de esa forma aumentar la presión.
- Elástico: Recupera el volumen ante la falta de presión.
Leyes fundamentales que se aplican en neumática.
🔹 La ley de Boyle Mariotte
La ley de Boyle Mariotte estudia la relación entre la presión (p) y el volumen (V).
El volumen ocupado por una masa gaseosa, a temperatura constante, es inversamente proporcional a las presiones que soporta.
Cuando aumenta el volumen baja la presión y cuando baja el volumen sube la presión.
🔹 La ley de Charles
La Ley de Charles estudia la relación entre el volumen (V) y la temperatura (T).
El volumen ocupado por un gas, a presión constante, es directamente proporcional a las variaciones de temperatura.
Los gases tienden a expandirse cuando aumentan de temperatura.
🔹 La ley de Gay-Lussac
La ley de Gay-Lussac estudia la relación entre la temperatura y la presión.
La presión de un gas, a temperatura constante, es directamente proporcional a la variación de temperatura.
Cuando aumenta la presión aumenta la temperatura.
🔹 La ley general (presión-fuerza- volumen)
En cualquier proceso industrial no es posible mantener la presión constante. Lo mismo pasa con la temperatura de un fluido.
Eso significa que el volumen (V) varía en función de la presión (p) y la temperatura (T).
🔹 Efecto Venturi
Estudia la relación entre la velocidad y la presión cuando le cambiamos al aire comprimido la superficie por la que pasa.
La presión de un fluido circulando por un conducto es más pequeña cuanto más grande es la velocidad a la que circula. La velocidad aumenta cuando la sección es más pequeña.
Con lo que a menor sección menor presión y más velocidad.
Puede llegar a producir una presión negativa en la zona estrecha del conducto provocando un efecto de succión. Algo muy interesante si queremos usar ventosas para sujetar cualquier pieza plana.
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