INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA Y CONCEPTOS BÁSICOS

LECCIÓN 1

INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA Y CONCEPTOS BÁSICOS

La automatización tiene como fin aumentar la competitividad de la industria por lo que se 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 las 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 de la industria.

AUTOMATIZACIÓN NEUMÁTICA

La automatización permite la eliminación total o parcial de la intervención humana, obteniéndose las siguientes ventajas:

• Reducción del costo de mano de obra directa.

• Uniformidad de la producción y ahorro de material.

• Aumento de la productividad

• Mayor control de la producción al introducir en el proceso sistemas automáticos de muestreo.

• Aumento de la calidad del producto final.

En todo proceso de automatización se distinguen tres partes:

a) Elementos periféricos de entrada, a través de los cuales llega al sistema de información.

b) Unidad central de tratamiento de la información.

c) Elementos periféricos de salida, que de acuerdo con las órdenes de la unidad central, gobiernan los elementos de potencia.

La automatización neumática e la que se realiza usando las propiedades del aire comprimido. Las señales deben traducirse a ausencia o presencia de presión neumática. El tratamiento de las señales de salida son, generalmente, posiciones de cilindros neumáticos.

Figura 1. Diagrama de Bloques de un sistema automatizado

NEUMÁTICA INDUSTRIAL

El concepto moderno de la neumática trata sobre los fenómenos y aplicaciones de la sobrepresión o depresión –vacío- del aire. Según su actual definición, la neumática es una técnica moderna, pero según su concepción original es una de las formas de energía más antiguas de entre las conocidas del hombre.

La energía neumática, que emplea aire comprimido como fuente de potencia, tiene cualidades excelentes entre las que destacan:

• El aire es abundante y barato.

• Se transforma y almacena fácilmente.

• Es limpio, no contamina y carece de problemas de combustión con la temperatura.

Los elementos neumáticos pueden alcanzar velocidades de trabajo elevadas pero, dada la compresibilidad del aire, su regulación no es constante.

Los esfuerzos de los actuadores neumáticos exigen un costo elevado en la instalación del generador de energía neumática y su manipulación es algo ruidosa, como consecuencia de los escapes existentes.

CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE MECÁNICA DE FLUIDOS

Antes de proceder al estudio de los elementos neumáticos, es necesario recordar algunos conceptos de la mecánica de fluidos que propician el entendimiento de la teoría neumática.

Las magnitudes que más frecuentemente son utilizadas son presión y caudal, aunque también conviene hacer referencia a los conceptos fundamentales de la teoría de los gases perfectos, por ser el aire un fluido que puede considerarse como tal.

Figura 2. Diagrama de Bloques de los sistemas neumáticos

Presión. Conceptos fundamentales

La presión ejercida por un fluido sobre una superficie – y viceversa – es el cociente entre la fuerza y la superficie que recibe su acción. Es decir:

P = F/s

O mejor, si esta fuerza no fuera uniforme, para cada punto:

P = dF/ds

En todo punto de la atmósfera terrestre existe una determinada presión que varía con la altura y las condiciones meteorológicas y se conoce con el nombre de presión atmosférica. Esta presión es igual al peso por unidad de superficie de la columna de aire comprendida entre esta superficie y la última capa de la atmósfera. Normalmente se mide con un instrumento llamado barómetro.

La presión resultante de dividir la fuerza ejercida por la sección sobre la que actua se llama presión absoluta.

Por el hecho de estar todos sometidos a la presión atmosférica, conviene referirse no a la presión absoluta, sino a la diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica, a la que se llama presión

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