1.1 Conceptos básicos de 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.
http://circuitos-hidraulicos-y-neumaticos.blogspot.com/p/conceptos-basicos-de-la-neumatica.html
Sistemas Neumáticos
¿Por
qué usar un sistema neumático?:
La
automatización tiene como fin aumentar la competitividad de la industria por lo
que requiere la utilización de nuevas tecnologías; por esta . razón, cada vez
es más necesario que toda persona relacionada con la producción industrial
tenga conocimiento de aquéllas.
La
extensión de la automatización de forma sencilla en cuanto a mecanismo, y
además a bajo coste, se ha logrado utilizando técnicas relacionadas con la
neumática, la cual se basa en la utilización del aire comprimido, y es empleada
en la mayor parte de las máquinas modernas.
La
automatización industrial, a través de componentes neumáticos, es una de las
soluciones más sencillas, rentables y con mayor futuro de aplicación en la
industria.
El
aire comprimido es la mayor fuente de potencia en la industria con múltiples
ventajas.
Es
segura, económica, fácil de transmitir, y adaptable. Su aplicación es muy
amplia para un gran numero de industrias. Algunas aplicaciones son practicante
imposibles con otros medios energéticos.
Dentro
del campo de la producción industrial, la neumática tiene una aplicación
creciente en las más variadas funciones, No sólo entra a formar parte en la
construcción de máquinas, sino que va desde el uso doméstico hasta la
utilización en la técnica de investigación nuclear, pasando por la producción
industrial.
En
la actualidad, la necesidad de automatizar la producción no afecta únicamente a
las grandes empresas, sino también a la pequeña industria. Incluso la industria
artesana se ve obligada a desarrollar métodos de producción racionales que
excluyan el trabajo manual y no dependan de la habilidad humana. La fuerza
muscular y la habilidad manual deben sustituirse por la fuerza y precisión
mecánica.
La
fuerza neumática puede realizar muchas funciones mejor y más rápidamente, de
forma más regular y sobre todo durante más tiempo sin sufrir los efectos de la
fatiga.
El
costo del aire comprimido es relativamente económico frente a las ventajas y la
productividad que representa. Por ejemplo el costo del aire comprimido mas el-
valor de los equipos en su vida útil en el caso de un taladro neumático
representa cerca del 10% al 25% del- costo total, el resto corresponde a
salarios y administración. Aunque la dotación de sistemas de aire comprimido
requieren de inversión de capital, esta se paga ampliamente con el incremento
de la productividad.
Comparando
el trabajo humano con el de un elemento neumático, se comprueba la inferioridad
del primero en lo referente a capacidad de trabajo. Si a esto, añadimos que los
costes de trabajo están en la proporción aproximada 1 : 50 (neumática: humana)
quedan justificados los continuos esfuerzos de la industria por reemplazar
total o parcialmente al hombre por la máquina en lo que actividades manuales se
refiere.
Relación
entre los costes de trabajo obtenidos por diferentes formas de energía.
Eléctrica
Hidráulica
Neumática
Humana
1
4
10
500
No
obstante, sustituir actividades manuales por dispositivos mecánicos y
neumáticos, sólo es un paso dentro del proceso de automatización de la
producción industrial. Este paso está encaminado, al igual que otros muchos, a
obtener el máximo provecho .con un costo mínimo.
La
utilización de la máquina adecuada en cada caso será la forma de evitar que la
adquisición de costosos equipos encarezcan el producto de forma
desproporcionada, pudiéndose dar el caso de que una máquina especial construida
con elementos de serie y que se adapte exactamente a las necesidades del
proceso de fabricación, resulte más económica que una máquina estándar.
Otro
factor importante es el problema de la escasez de personal para según que tipo
de trabajos. Visto a largo plazo, se advierte una tendencia regresiva en el
número de empleados de las industrias que realizan trabajos muy repetitivos, lo
cual no solamente es debido a la creciente automatización, sino a que en un
futuro próximo no se encontrará personal para según qué tipo de trabajos.
La
energía neumática no es utilizable en todos los casos de automatización, las
posibilidades técnicas de la neumática están sometidas a ciertas limitaciones
en lo que se refiere a fuerza, espacio, tiempo y velocidad en el proceso de la
información. Esta tecnología tiene su ventaja más importante en la flexibilidad
y variedad de aplicaciones en casi todas las ramas de la producción industrial.
El
rendimiento máximo de la automatización de un proceso de trabajo está
condicionado por el material, la forma de la pieza a trabajar, la serie, la
capacidad, el nivel de automatización y las condiciones mecánicas de la máquina
y este sólo podría determinarse definitivamente, en cada caso particular,
con todos los datos ya especificados.
http://www.guillesime.galeon.com/index_archivos/Page347.htm
Ventajas
y desventajas de la Neumática
De
los antiguos griegos procede la expresión "Pneuma", que designa la
respiración, el viento y, en filosofía, también el alma.
Como
derivación de la palabra "Pneuma" se obtuvo, entre otras cosas el
concepto Neumática que trata los movimientos y procesos del aire.
Aunque
los rasgos básicos de la neumática se cuentan entre los más antiguos
conocimientos de la humanidad, no fue sino hasta el siglo pasado cuando
empezaron a investigarse sistemáticamente su comportamiento y sus reglas. Sólo
desde aprox. 1950 podemos hablar de una verdadera aplicación industrial de la
neumática en los procesos de fabricación.
Es
cierto que con anterioridad ya existían algunas aplicaciones y ramos de
explotación como por ejemplo en la minería, en la industria de la construcción
y en los ferrocarriles (frenos de aire comprimido).
La
irrupción verdadera y generalizada de la neumática en la industria no se
inició, sin embargo, hasta que llegó a hacerse más acuciante la exigencia de
una automatización y racionalización en los procesos de trabajo.
A
pesar de que esta técnica fue rechazada en un inicio, debido en la mayoría de
los casos a falta de conocimiento y de formación, fueron ampliándose los diversos
sectores de aplicación.
En
la actualidad, ya no se concibe una moderna explotación industrial sin el aire
comprimido. Este es el motivo de que en los ramos industriales más variados se
utilicen aparatos neumáticos.
Ventajas y desventajas de la Neumática
VENTAJAS
·
El aire es de fácil captación y abunda en la tierra
·
El aire no posee propiedades explosivas, por lo que
no existen riesgos de chispas.
·
Los actuadores pueden trabajar a velocidades
razonablemente altas y fácilmente regulables
·
El trabajo con aire no daña los componentes de un
circuito por efecto de golpes de ariete.
·
Las sobrecargas no constituyen situaciones
peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente.
·
Los cambios de temperatura no afectan en forma
significativa.
·
Energía limpia
·
Cambios instantáneos de sentido
DESVENTAJAS
·
En circuitos muy extensos se producen pérdidas de
cargas considerables.
·
Requiere de instalaciones especiales para recuperar
el aire previamente empleado.
·
Las presiones a las que trabajan normalmente, no
permiten aplicar grandes fuerzas
·
Altos niveles de ruido generados por la descarga
del aire hacia la atmósfera.
http://www.areatecnologia.com/NEUMATICA_archivos/circuito-neumatico.jpg
