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Ventajas, desventajas y aplicaciones neumáticas en la industria
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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¡No te pierdas las partes importantes!
de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumático (por ejemplo, los cilindros) efectuar un trabajo útil. Por lo general el gas utilizado es el aire comprimido, pero para aplicaciones especiales puede usarse el nitrógeno u otros gases inertes. Los circuitos neumáticos básicos están formados por una serie de elementos que tienen la función de la creación de aire comprimido, su distribución y control para efectuar un trabajo útil por medio de unos actuadores llamados cilindros. La neumática es una fuente de energía de fácil obtención y tratamiento para el control de máquinas y otros elementos sometidos a movimiento. En el siglo XIX se comenzó a utilizar el aire comprimido en la industria de forma sistemática. La generación, almacenaje y utilización del aire comprimido resultan relativamente baratos y además ofrece un índice de peligrosidad bajo en relación a otras energías como la electricidad y los combustibles gaseosos o líquidos. Ofrece una alternativa altamente segura en lugares de riesgo de explosión por deflagración, donde otras energías suponen un riesgo importante por la producción de calor, chispas, etc.
Claro está, que la neumática como tal, tiene sus ventajas, pero también tiene sus desventajas.
2.1 El aire se puede obtener fácilmente y es abundante en la tierra. La atmósfera es una capa de gases que rodea la Tierra como se muestra en la imagen 1. Tiene un espesor de 500Km y una composición prácticamente constante. El gas principal es el nitrógeno, que forma el 78% del total. El oxígeno forma el 21% y el resto está formado por gases como el helio y el dióxido de carbono. Imagen 1 : La atmosfera es una de las capas mas importantes de la tierra El tiempo atmosférico ocurre dentro de la parte baja más densa de la atmósfera como resultado de la temperatura, la presión y las diferencias de humedad dentro del aire. La fuente de energía para impulsarlo procede del Sol que evapora agua y calienta la superficie de la tierra. El viento se produce por la circulación del aire que se calienta en la superficie de la tierra. Las corrientes calientes como la del Ecuador hacen que el aire ascienda y las corrientes frías hacen que el aire descienda. El viento, es el resultado de los movimientos del aire a diferentes presiones. El clima es el patrón del tiempo atmosférico que se da en una determinada zona a lo largo del tiempo. En las diferentes estaciones del año predominan más unos sistemas que otros. Por ejemplo, en el hemisferio norte es común que en verano
Imagen 3 : Golpe de ariete en una tubería. 2.4 Los cambios de temperaturas no afectan de forma significativa en el trabajo. Como se sabe el agua u otros fluidos, tienen diferentes propiedades de la materia (como se muestra en la imagen 4), dependiendo de la temperatura en la que se encuentran, en el aire no es el caso dado que, aunque si cambian, no son significativos o no afectan en la práctica. Imagen 4 : Curva de calentamiento del agua 2.5 Energía limpia. Al ser un fluido que se encuentra ampliamente en nuestro mundo, es fácil obtención y no hay necesidad de desecharlo o mandarlo a centros de tratamiento. La energía limpia (Imagen 5) es un sistema de producción de energía con exclusión de cualquier contaminación o la gestión mediante la que nos
deshacemos de todos los residuos peligrosos para nuestro planeta. Las energías limpias son, entonces, aquellas que no generan residuos. Imagen 5 : Ejemplo de Energía limpia 2.6 Se pueden hacer cambios de sentido de forma instantánea. Como se menciono en el punto del golpe de ariete, al ser un fluido con las moléculas más separadas, los cambios se producen más rápido y sin perdidas de energía, es un punto muy importante, dado que la neumática es ampliamente utilizada en la industria (Imagen 6). Imagen 6 : Neumática en la industria.
Las mayores desventajas que posee frente a otros tipos de fuente de energía, son: 3.1 Necesita de preparación antes de su utilización (eliminación de impurezas y humedad).
3.3 Es ruidoso Debido a los escapes de aire después de su utilización. Para evitar accidentes y enfermedades profesionales en las factorías, el nivel de ruido no debe sobrepasar los 85 decibeles. En la neumática se contribuye a disminuir el nivel de ruido por medio de estas piezas también conocidas como filtros. Utilízalos en los escapes de las válvulas, herramientas, bombas y motores neumáticos para reducir el sonido de estos componentes. Estos elementos tienen un costo bajo, y tienen diferentes presentaciones para adaptarlos prácticamente a cualquier tipo de escape. Normalmente su contribución es disminuyendo hasta un 30% del nivel de ruido. De esta manera, se disminuye también el malestar y aturdimiento en los operarios. Por este motivo, los silenciadores (imagen 9) pueden contribuir a mejorar el entorno de trabajo. Imagen 9 : Silenciadores neumáticos 3.4 Es costoso. Es una energía cara, que en cierto punto es compensada por el buen rendimiento y la facilidad de implantación. Dado que es necesario limpiar las impurezas del aire en el medio ambiente, de la compresión del mismo, entre otras preparaciones antes del uso, es un proceso caro, a diferencia de la hidráulica.
Imagen 10 : Partes de un sistema Neumático
La neumática ha supuesto una de las aportaciones más destacadas a la automatización de los procesos industriales en los últimos años. Esta tecnología utiliza el aire comprimido como modo de transmisión de la energía que se necesita para mover y hacer funcionar mecanismos. Un proceso que se fundamenta en incrementar la presión del aire y, a través de la energía que se acumula sobre los elementos del circuito, efectuar un trabajo útil. Hoy, la neumática industrial constituye una de las soluciones más sencillas, rentables y con mayor futuro de aplicación en la industria, y es empleada en la mayor parte de las máquinas modernas. En los circuitos de estas características los compresores son los encargados de elevar la presión del aire al valor del trabajo deseado, que llega hasta un depósito, para posteriormente distribuirse por las tuberías que recorren el circuito con la presión y temperatura que definamos previamente. En la actualidad el aprovechamiento del aire comprimido en la industria, es una de las técnicas que ha contribuido con el mejoramiento y optimización de muchas actividades o procesos que se requieren a diario para la transformación del entorno y la adquisición de elementos para un mejor nivel de vida. Dentro de este contexto de mejoramiento continuo, cumplen un papel fundamental los principios o leyes físicas que se aplican a diario en la cotidianidad, así como en las diferentes técnicas de producción a nivel industrial tales como sistemas electrónicos, mecánicos, eléctricos, neumáticos e hidráulicos según las necesidades y requerimientos específicos, o bien una integrándote todas ellas, para poder
desplazamiento de un resorte mecánico el cuál se estira cerrando la puerta y al recuperar su posición inicial (al contraerse) la abre. 4.2 – La utilización de la fresa en el consultorio de odontología: Esta herramienta trabaja con la energía que le suministra el aire a presión permitiendo el movimiento rotativo para obturar. 4.3 – Limpieza a presión para limpiar: Los sopletes y las aspiradoras aprovechan la presión del aire para recoger impurezas o al contrario expulsan el aire con fuerza para desalojar partículas que se encuentran en áreas de difícil acceso. También se utiliza la presión del aire en los sopletes para pintar vehículos u otros artefactos logrando una gran homogeneidad en la superficie. 4.4 – Para elevar y bajar cargas en los montacargas: El funcionamiento es a través de un cilindro de doble efecto, ya que permite el movimiento en dos direcciones hacia arriba, y hacia abajo. También permite mantener la carga elevada durante un determinado tiempo mediante un enclavamiento. 4.5 – La bomba de acción manual: Nos permite suministrar aire a los neumáticos de los vehículos de transporte, a los balones y bombas mediante la impulsión del vástago de manera consecutiva y a una presión alta y uniforme para obtener un buen caudal de aire.
Como conclusión la neumática tiene: Algunas 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. Las sobrecargas no constituyen situaciones peligrosas o que dañen los equipos en forma permanente. Los cambios de temperatura no afectan en forma significativa. Es Energía limpia. Desventajas de la Neumática: 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 generado por la descarga del aire hacia la atmósfera. La Seguridad es de vital importancia en la navegación aérea y espacial, en la producción y funcionamiento de vehículos, en la minería y en la fabricación de productos frágiles. Por ejemplo, los sistemas oleo hidráulicos y neumáticos se utilizan para asistir la dirección y el frenado de coches, camiones y autobuses. Por lo tanto, la aplicación de la neumática en la industria es realmente importante hoy en día.
