Aplicaciones del aire comprimido

2. Aplicaciones del aire comprimido (Neumtica)

La neumtica afronta una creciente competenciade equipos mecnicos, hidrulicos y elctricos.Pero la neumtica tiene ventajas fundamentalessobre las otras tecnologas:

Fcilmente transportableEl aire est disponible en todas partes y hay muchode l. No hay necesidad de lneas de retorno ya queel aire escapa a la atmsfera. Los sistemas elctricose hidrulicos necesitan una lnea de retorno a lafuente.El aire comprimido puede ser transportado a largadistancia en tuberas. Esto permite la instalacin decentrales generadoras que pueden alimentar puntosde consumo va matrices anulares a presinconstante de trabajo. La energa almacenada en elaire comprimido puede ser ampliamente distribuidade esta manera.

Fcilmente almacenadoEs fcil almacenar aire comprimido en estanquesfabricados para ese propsito. Si hay un acumuladorintegrado a una red neumtica el compresor solotiene que trabajar cuando la presin baja a nivelescrticos. Como siempre hay un colchn de presin,un ciclo de trabajo puede ser completado an si fallala energa elctrica.Botellas transportables de aire comprimido puedentambin ser usadas en ubicaciones donde no haysistema de tuberas.(Ej. Bajo el agua).

Limpio y secoEl aire comprimido no deja manchas o gotas si haydefectos en las tuberas. La limpieza de fittings yoperacin son factores extremadamente importantesen muchos sectores de la industria. Ej. alimentos,cuero, textiles y envases.

LivianoLos equipos neumticos son usualmente mslivianos que equipos y maquinaria comparables conaccionamiento elctrico. Esto hace una grandiferencia con herramientas manuales comoperforadoras, atornilladores y martillos neumticos.

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2.1 Las ventajas del aire comprimido

Aplicaciones del aire comprimido

Seguro de usarEl aire comprimido trabaja perfectamente an cuandohaya fluctuaciones de temperatura y las temperaturasson extremas. Tambin se puede usar donde hayaltas temperaturas, Ej. Forjas y puertas de hornos.Equipos neumticos tuberas sueltas no arriesgan laseguridad y disponibilidad del sistema.Los sistemas neumticos y sus componentes tienenmuy poco desgaste en general. Tienen por lo tantouna larga vida til y bajo ndice de fallas.

A prueba de accidentesLos elementos neumticos son muy seguros recto alfuego, explosin y peligros elctricos. An en reasdonde hay peligro de fuego, explosin y climaextremo, los elementos neumticos pueden ser sincostosos y grandes aparatos de seguridad. Tampocoen salas hmedas o a la intemperie hay peligro conequipo neumtico.

Racional y econmicoLa neumtica es 40 a 50 veces ms econmica quela potencia muscular. Este es un punto deimportancia mayor, particularmente en los camposmecanizacin y automatizacin. Los componentesneumticos son ms baratos que los componenteshidrulicos equivalentes.No hay necesidad de recambios medios regularescomo ocurre en los hidrulicos. Por lo tanto sereducen los costos y requerimientos de servicioaumentando el tiempo de operacin.

SimpleEl diseo y operacin de equipo neumtico es muysimple. Por esta razn es muy robusto y nosusceptible a fallas. Los componentes neumticosson fciles de instalar y pueden ser re usados sindificultad. Los tiempos de instalacin son menoresdebido a su diseo simple. Los instaladores norequieren entrenamiento especial costoso.

Movimientos rectilneos se pueden ejecutar sin partesmecnicas extra como palancas, camones, discosexcntricos, husillos roscados y similares.

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A prueba de sobre carga

Los equipos de aire comprimido y sus partesneumticas pueden cargarse hasta que paren sinsufrir daos. Por esto se consideran a prueba desobre carga.A diferencia de los sistemas elctricos, la capacidadde una red neumtica puede ser sobre cargada sinpeligro. Si la presin cae mucho no se podr ejecutarel trabajo, pero no habr dao a la red ni elementosde trabajo.

Medio de trabajo rpido

Las muy altas velocidades de flujo permitencompletar los ciclos de trabajo rpidamente. Estoprovee cortos tiempos de corte y rpida conversinde energa en trabajo.

El aire comprimido puede alcanzar velocidades deflujo

de sobre 20 m/s. Las aplicaciones hidrulicas solollegan a 5 m/s.

Los cilindros neumticos llegan a velocidadeslineales de 15 m/s.

Las velocidades mximas de control en el proceso deseales estn entre 30 y 70 m/s a presiones detrabajo de entre 6 y 8 bar. Con presiones menores de1 bar es incluso posible obtener velocidades deseal de 200 a 300 m/s.

Totalmente regulable

Las velocidades de recorrido y fuerzas aplicadas sontotalmente regulables. Tanto el movimiento linealcomo el rotatorio, fuerza, torque y velocidadespueden ser totalmente reguladas por medio derestrictores.

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2.2 Rangos de presin

Rango de baja presin hasta 10 barLa mayora de las aplicaciones neumticas en laindustria y artesana estn en el rango de bajapresin de 10 bar o menos.Compresores usados: compresores a pistn una y dos etapas compresores a tornillos una etapa con inyeccin

de aceite para refrigeracin compresores de dos etapas compresores rotatorios

Rango de mediana presin hasta 15 barLos vehculos pesados tienen neumticos que seinflan con aire comprimido desde compresores de 15bar. Hay otras mquinas especiales que operan aestas presiones.Compresores usados: compresores pistn de dos etapas compresores a tornillos de una etapa ( hasta 14

bar ) con inyeccin de aceite para refrigeracinFig 2.1 :

Los compresores en este rango de presin se usangeneralmente para partida de grandes motoresdiesel, prueba de tuberas y enjuague de estanquesplsticos.Compresores usados: compresores a pistn de dos y tres etapas compresores a tornillos multi etapas

Rango de alta presin hasta 400 barUn ejemplo del uso de aire comprimido en el rangode alta presin es el almacenamiento de airerespirable en botellas de buceo.Se usan compresores de alta presin en plantas defuerza, aceras y calderera para pruebas de fuga.Los compresores de este tipo se usan tambin paracomprimir gases como el oxgeno.Compresores usados: compresores a pistn de tres y cuatro etapas

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Rangos de presin

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2.3 Aplicaciones posibles para el Se usa aire comprimido intensivamente ensectores de la industria, artesana y la vida diaria. Elrango de aplicaciones posibles es diverso y amplio.Algunos de los usos tcnicos se mencionan yexplican brevemente abajo.En vista de la versatilidad de este medio solo esposible delinear algunas de las posibles aplicaciones.

2.3.1 Tensando y sujecin El tensado y sujecin con aire comprimido se usa con aire comprimido principalmente en aplicaciones que involucran

mecanizacin y automatizacin. Cilindros neumticoso motores fijan y posicionan las herramientasnecesarias para el proceso en trabajoEsto se hace con movimiento lineal y rotatorio ytambin oscilante. La energa en el airecomprimido es convertida directamente en fuerzay movimiento al ejercer presin. La cantidad defuerza de tensado debe ser provista con precisin.

Fig. 2.2:Mordaza neumtica - mecnica

2.3.2 Transporte por Se encuentra transporte por aire comprimidoaire comprimido en mecanismos y automatizacin. En estas

aplicaciones, se usan motores y cilindros para untransporte temporizado o no, o de acuerdo al procesode trabajo.

Almacenamiento automatizado y recepcin tambinpertenecen a esta categora as como tambin larotacin de herramientas y otros tems en correastransportadoras ms largas.

Otra variante de transporte neumtico es eltransporte de material a granel y lquidos a travs detuberas. Con este mtodo, materiales granulados,maz, polvo y partes pequeas pueden sertransportadas rpida y convenientemente adistancias relativamente largas. El correo neumticotambin pertenece a esta categora.

Fig. 2.3:Uniendo alturas con un elevadorNeumtico

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aire comprimido

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2.3.3 Sistemas de accionamiento Se encuentran sistemas de accionamientoneumtico neumtico en todas las reas de la industria y

artesanas. Estos pueden ejecutar movimientoslineales y rotatorios.Movimiento lineal con cilindros en particular es vistocomo econmico racional. El trabajo til esefectuado bajando la presin y cambiando elvolumen del aire comprimido.La maquinaria de percusin y herramientas (Ej.martillos neumticos) son de gran importancia enesta categora. La energa en el aire comprimido seconvierte en energa cintica para un pistn mvil.Los vibradores y golpeadores pertenecen a estacategora.Tambin se usa potencia neumtica para unamultitud de vlvulas, herramientas, aparatosmordaza, sistemas de alimentacin y vehculos.

2.3.4 Rociado con aire comprimido En las aplicaciones de rociado, se usa la energa delaire comprimido en expansin para forzar materialeso lquidos a travs de una boquilla. Esteprocedimiento se usa para aplicar o atomizar variassubstancias.Procesos de tratamiento superficial como arenado ygranallado, shot peening y pintura con pistolapertenecen a esta categora. Usando este mtodo seaplica tambin concreto y mortero.A altas temperaturas usando aire comprimido sepuede aplicar para rociar metales lquidos. El rociadotipo arco es un ejemplo digno de mencionar aqu.Otra aplicacin es la atomizacin de lquidos porboquillas para rociar mata malezas e insecticidas.

2.3.5 za con Al soplar y limpiar, el aire comprimido mismo esel

Fig. 2Pistol

Fig. 2.4:Martillo neumtico

Fig. 2.5:Sistema de rociado tipo arco Soplado y limpieaire comprimido medio y la herramienta. La velocidad de flujogenerado por la cada de presin o expansin delvolumen hace el trabajo.

Ejemplos de este tipo de trabajo es el soplador debotellas de vidrio, limpieza de herramientas y moldes,limpieza de virutas metlicas y residuos. El airecomprimido es eta forma tambin puede ser usadopara enfriar.

.6:a de aire con manguera espiral

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2.3.6 Prueba e inspeccin con En procedimientos neumticos de prueba eaire comprimido inspeccin, los cambios de presin en el punto de

medida se usan para determinar espacios, pesos ycambios de forma. Esto permite contar artculos quepasan, posicionarlos correctamente para su revisiny revisin de componentes.

Este proceso es parte integral de muchos procesosde seleccin y posicionado.

Fig. 2.7:Boquilla reflectora con emisor de pulso

2.3.7 Usando aire comprimido para Todas las aplicaciones neumticas deben sercontrol de proceso controladas por algn medio. Ellas deben recibir las

instrucciones.

En general esto se hace por medio de vlvulas debotn, vlvulas direccionales, etc. Estos mecanismosde control son a su vez actuados de muchasmaneras Ej. conmutadores mecnicos, camones o amano. Tambin se usan ampliamente losinterruptores elctricos y magnticos. Los resultadosde sistemas de control neumtico de proceso puedenser usados directamente por vlvulas direccionales ode proseso.

La neumtica es de gran importancia para revisarprocesos de flujo con lquidos y gases. Se usa parael control remoto de vlvulas en grandesinstalaciones industriales.

La neumtica (fludica) tambin se usa para elprocesamiento de informacin y conmutacin lgica.Esta lgica es comparable con los circuitoselectrnicos integrados. Requieren ms espacio perose caracterizan por su alta precisin de operacin enciertas aplicaciones. Si las demandas sobre loselementos lgicos no son demasiado altos, la fludicapuede ofrecer una alternativa.

Fig. 2.8:Tpico diagrama de flujo de un compresorA tornillos enfriado por aire y control decaudal

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Aplicaciones del aire comprimido

2.4 Ejemplos de aplicaciones La lista siguiente dar al lector una idea de muchas especializadas aplicaciones de aire comprimido en la industria,

artesana y diario vivir. Obviamente, no es posiblelistar todas las posibilidades ya que aparecen nuevasy antiguas quedan obsoletas con el progreso ydesarrollo. Este solo puede ser un resumenincompleto de aplicaciones tpicas que se puedenencontrar en varios sectores de la economa.

Construccin

Martillos de perforacin y demolicin

Compactadores de concreto

Sistemas de transporte para fbricas de ladrillos y

piedra artificial

Sistemas de transporte para concreto y mortero

Minera

Martillos perforadores y sistemas de acarreo

Maquinaria de carga, carros personal y

demolicin

Martillos y cinceles neumticos

Sistemas de ventilacin

Industria qumica

Materia prima para procesos de oxidacin

Control de proceso

Vlvulas controladas remotamente en circuitos de

proceso

Industria de la energa

Insercin y retiro de barras de reactor

Sistemas de ventilacin en salas de calderas

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Sistemas de salud

Paquetes de potencia para taladros dentales Aire para sistemas de respiracin Extraccin de gases de anestesia

Artesanas

Pistolas de clavos y corchetes Pistolas de pintura Taladros y atornilladores Pulidoras angulares

Industria procesadora de madera

Ajuste de rodillos en aserraderos Alimentadores de taladros Prensas de pegado de enchapados Control de contacto y transporte de planchas Remocin de viruta y aserrn de reas de trabajo Clavado automtico de pallets

Aceras y fundiciones

Reduccin de carbn en produccin de acero Mquinas volteadoras Mquinas apiladoras de producto semi terminado Enfriamiento de herramientas y sistemas calientes

Industria de plsticos

Transporte de granulados por tuberas Equipo de corte y soldadura Soplado para sacar productos de sus moldes Asegurado de mecanismos para moldes Estaciones de formado y pegado

Agricultura y forestal

Proteccin de plantas y control de maleza Transporte de fertilizante y grano a y de silos Equipo dispensador Sistemas de ventilacin en invernaderos

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Industria alimenticia

Equipo de llenado de bebidas Aparatos de cierre y revisin Maquinarias de embalaje a granel y paletizado Maquinas etiquetadoras Equipos de pesaje

Industria procesadora de papel

Maquinas de ajuste y alimentacin de rollos Maquinas de corte, repujado y prensa Monitoreo de rollos de papel

Industria textil

Detectores de hilos Equipo de mordaza y posicionamiento en mquinas de coser Enfriamiento de agujas y sistemas Aparatos para apilar Soplado de limpieza de residuos y polvo del

cosido

Tecnologa del medio ambiente

Formacin de barreras de aceite en el agua Enriquecimiento de oxgeno en el agua Mantencin de compuertas libres de hielo Actuacin de compuertas en plantas de

tratamiento de aguas residuales Incremento de presin en el agua potable Bomba gigante en aplicaciones submarinas

Trfico y comunicaciones

Frenos de aire vehculos grandes y trenes Accionamiento de seales y barreras Equipo de marcado de carreteras Partida de grandes motores diesel Soplado de lastre en submarinos

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