Ambos sistemas se basan en el uso de un fluido como medio de trabajo, pero su aplicación tiene diferencias debido a las características del fluido. A continuación, se citan aspectos de ambos fluidos.

Sistemas neumáticos e hidráulicos

Ambos sistemas se basan en el uso de un fluido como medio de trabajo, pero su aplicación tiene diferencias debido a las características del fluido. A continuación, se citan aspectos de ambos fluidos.

Comparación entre sistemas neumáticos e hidráulicos

• Los sistemas neumáticos utilizan una sustancia de trabajo compresible (aire) mientras los hidráulicos emplean una sustancia (aceite) prácticamente incompresible.
• El aire carece de capacidad lubricante y además contiene vapor de agua. El aceite funciona como fluido de presión y lubricante.
• La presión de operación normal de los sistemas neumáticos es muy inferior respecto a la presión de los sistemas hidráulicos.
• La potencia entregada por los sistemas neumáticos es considerablemente inferior respecto a la de los sistemas hidráulicos.
• La precisión de los actuadores neumáticos resulta pobre a bajas velocidades; la precisión de los actuadores hidráulicos es satisfactoria a cualquier velocidad.
• En los sistemas hidráulicos, la fuga externa es tolerable en valores menores, pero debe evitarse la fuga interna en cierto nivel, pero deben evitarse las fugas externas.
• En los sistemas neumáticos (aire) no se requieren líneas de retorno, pero resultan necesarias en los sistemas hidráulicos.
• Para los sistemas neumáticos la temperatura de operación normal va de 5° a 60°C, aunque pueden operar en un rango de 0° a 200°C. Estos sistemas resultan poco sensibles a los cambios de temperatura. En los sistemas hidráulicos, dado que la viscosidad depende de la temperatura, esto afecta la fricción del fluido; su temperatura normal de operación está entre 20° y 70°C.
• Los sistemas neumáticos son a prueba de fuego y explosión, no así los hidráulicos, a menos que se utilice un fluido adecuado.

Sistemas neumáticos

Resistencia y capacitancia de los sistemas a presión

Considérese un flujo de aire en un sistema formado por recipientes presurizados y líneas neumáticas.

El flujo a través de la restricción es función de la diferencia de presión del fluido: pi – po. Para establecer el sistema en términos de una resistencia y una capacitancia, se tiene a la resistencia dada por

[pic 1]

La resistencia puede ser determinada experimentalmente a partir de una gráfica de diferencia de presión contra gasto mediante la pendiente de la curva para una condición de operación dada.

La capacitancia está definida por

[pic 2]

Donde:

m= masa del gas en el recipiente

p= presión del gas

q= gasto del flujo

V= volumen del recipiente

[pic 3]

La capacitancia del sistema presurizado depende del tipo de proceso de expansión que se dé. Si se considera un proceso politrópico y el cambio de estado del gas está entre isotérmico y adiabático; mediante la ecuación del gas ideal, se tiene:

        donde: n= exponente de proceso politrópico, (n está en 1.0 ~ 1.2)[pic 4]

                                                     R= Cte del gas

                                                     T= temperatura absoluta

La capacitancia de un recipiente es constante si la temperatura permanece constante.

Sistemas hidráulicos

Los sistemas hidráulicos son preferidos cuando se trate de dispositivos de masa apreciable bajo grandes cargas externas. El uso de estos sistemas se encuentra en máquinas-herramienta, sistemas de control aeronáutico, etc; con base a aspectos tales como: seguridad, precisión, flexibilidad, alta relación potencia-peso, arranque inmediato, detención definida y su reversión suave y precisa, así como la sencillez de operación.

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