Neumatica

Composición del aire

El aire está compuesto principalmente por nitrógeno, oxígeno y argón. El resto de los componentes, entre los cuales se encuentran los gases de efecto invernadero, son vapor de agua, dióxido de carbono, metano, oxido nitroso, ozono, entre otros.

En pequeñas cantidades pueden existir substancias de otro tipo: polvo, polen, esporas y ceniza volcánica. También son detectables gases vertidos a la atmósfera en calidad de contaminantes, como cloro y sus compuestos, flúor, mercurio y compuestos de azufre.

Propiedades del aire

Según la altitud, la temperatura y la composición del aire, la atmósfera terrestre se divide en cuatro capas: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera. A mayor altitud disminuyen la presión y el peso del aire.

Las porciones más importantes para análisis de la contaminación atmosférica son las dos capas cercanas a la Tierra: la troposfera y la estratosfera.

El aire de la troposfera interviene en la respiración. Por volumen está compuesto, aproximadamente, por 78,08% de nitrógeno (N2), 20,94% de oxígeno (O2), 0,035% de dióxido de carbono (CO2) y 0,93% de gases inertes, como argón y neón.

En esta capa (troposfera), de 7 km de altura en los polos y 16 km en los trópicos, se encuentran las nubes y casi todo el vapor de agua. En ella se generan todos los fenómenos atmosféricos que originan el clima.

Más arriba, aproximadamente a 25 kilómetros de altura, en la estratosfera, se encuentra la capa de ozono, que protege a la Tierra de los rayos ultravioleta (UV).

En relación con esto, en términos generales, un contaminante es una substancia que está «fuera de lugar», y que un buen ejemplo de ello puede ser el caso del ozono (O3).

Cuando este gas se encuentra en el aire que se respira, ­es decir bajo los 25 kilómetros de altura habituales­, es contaminante y constituye un poderoso antiséptico que ejerce un efecto dañino para la salud, por lo cual en esas circunstancias se le conoce como ozono troposférico u ozono malo.

Sin embargo, el mismo gas, cuando está en la estratosfera, forma la capa que protege de los rayos ultravioleta del Sol a todos los seres vivientes (vida) de la Tierra, por lo cual se le identifica como ozono bueno.

Propiedades físicas

Expansión: aumento de volumen de una masa de aire por reducción de la presión ejercida por una fuerza o debido a incorporación de calor.

Contracción: reducción de volumen del aire al ser presionado por una fuerza, pero el volumen llega a un límite y el aire tiende a expandirse allende ese límite.

Fluidez: flujo de aire de un lugar de mayor concentración a otro de menor concentración, sin gasto de energía.

Presión atmosférica: fuerza que ejerce el aire a todos los cuerpos.

Volumen: espacio que ocupa el aire.

Se puede definir la Neumática como la parte de la Mecánica de Fluidos que se encarga de estudiar las aplicaciones en las que la energía motriz, para realizar un determinado efecto útil, se consigue al variar la presión de un gas, habitualmente el aire.

Por medio de un elemento generador, normalmente denominado compresor, se eleva la presión del gas hasta valores suficientemente elevados como para poder llevar a cabo un trabajo útil, que consistirá en algún movimiento lineal o rotativo de una determinada carga.

El aire comprimido es la mayor fuente de potencia en la industria con múltiples ventajas.

Ventajas y Propiedades del aire comprimido y de la Neumática

Causará asombro el hecho de que la neumática se haya podido expandir en tan corto tiempo y con tanta rapidez. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la solución de algunos problemas de automatización no puede disponerse de otro medio que sea más simple y más económico.

¿Cuáles son las propiedades del aire comprimido que han contribuido a su popularidad?

- El aire es barato, de fácil captación y transmisión, es adaptable 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.

- Cambios instantáneos de sentido.

- Energía limpia. El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidad en elementos, no produce ningún ensuciamiento. Esto es muy importante por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.

- Almacenable: No es preciso que un compresor permanezca continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse 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.

- Constitución de los elementos: La concepción de los elementos de trabajo es simple si, por tanto, precio económico.

- Velocidad: Es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumáticos puede regularse sin escalones.)

- A prueba de descargas eléctricas: Las herramientas y elementos de trabajo neumáticos pueden manipularse sin riesgo alguno de sobrecargas eléctricas.

Propiedades adversas de la neumática.

Para delimitar el campo de utilización de la neumática es preciso conocer también las propiedades adversas.

Preparación: El aire comprimido debe ser preparado, antes de su utilización. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes).

Compresible: Con aire comprimido no es posible obtener para los émbolos velocidades uniformes y constantes.

Fuerza: El aire comprimido es económico sólo hasta cierta fuerza. Condicionado por la presión de servicio normalmente usual de 700 kPa (7 bares), el límite en fuerza, también en función de la carrera y la velocidad, es de 20.000 a 30.000 N (2000 a 3000 kp).

Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante, este problema ya se ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes.

Costos: El aire comprimido es una fuente de energía relativamente cara; este elevado costo se compensa en su mayor parte

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