En el mundo de la automatización industrial, el uso de sistemas neumáticos se ha vuelto cada vez más común. Estos sistemas utilizan aire comprimido para transmitir y controlar la energía necesaria para el funcionamiento de maquinaria y procesos industriales. Pero, ¿qué es exactamente un sistema neumático e instrumentación? En este artículo, profundizaremos en esta tecnología fascinante y te daremos una visión completa de cómo se utiliza en la industria actual. ¡Prepárate para descubrir el apasionante mundo de los sistemas neumáticos e instrumentación!
La neumática es la tecnología que utiliza el aire comprimido como medio de transmisión de la energía necesaria para mover y accionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, cuando se le aplica una fuerza, se comprime.
Aplicaciones neumáticas en la industria
La energía neumática se ha utilizado en los procesos de producción industrial durante muchos años. Con el paso del tiempo, los sistemas neumáticos adquieren mayor protagonismo. Un ejemplo muy claro de esto es la robótica.
Hoy en día, la neumática industrial es muy utilizada en diferentes sectores. El sistema neumático es importante para la industria de fabricación, automatización y procesamiento (petroquímica, alimentos, papel, etc.).
Algunos de los sistemas neumáticos más representativos son las bombas neumáticas de doble diafragma, los sistemas de refrigeración, suministros industriales, etc. También es útil para automóviles, trenes, frenos de aeronaves o actuación de actuadores.
¿Qué son los transmisores?
Los transmisores son instrumentos que capturan la variable del proceso y la transmiten remotamente a un instrumento receptor. Puede ser un indicador, un registrador, un controlador, una válvula de control o una combinación de estos.
En los instrumentos neumáticos, la presión del aire se utiliza como medio de señalización en lugar de la energía eléctrica. Tomemos un transmisor de presión para ilustrar más. Un transmisor de presión da una salida que estará en el rango estándar a un manómetro calibrado en consecuencia.
Rango de presión del sistema neumático
El indicador es un manómetro de presión especial en el rango de 3 psi a 15 psi. La señal de 3 psi es el extremo inferior de la escala de medición del proceso y 15 psi es el lado alto de la escala.
Generalmente, hacemos la calibración del transmisor en el rango de 0 a 300 PSI. La salida del transmisor de 3PSI representa que no hay presión. Una presión de proceso total de 300 PSI en el transmisor da una salida de 15 PSI. Lo mismo indica en el manómetro.
En otras palabras, una presión de señal de 3 psi representa el 0 % de la escala y una presión de señal de 15 psi representa el 100 % de la escala. Los transmisores neumáticos generan una señal neumática linealmente variable de 3 a 15 psi (libras por pulgada cuadrada) para el rango de medición variable de 0-100%.
En los países que utilizan el sistema métrico, la presión neumática es de 0,2-1 kg/cm2 que equivale aproximadamente a 3-15 psi (1 psi = 0,07 kg/cm2).
¿Cómo seleccionar un sistema neumático?
A través de aplicaciones de movimiento lineal y rotativo, el sistema neumático es el mejor sustituto de los actuadores y motores eléctricos.
Por lo general, es adecuado para cargas más pequeñas porque los sistemas neumáticos producen menos fuerza que los sistemas hidráulicos y debido a que el aire es fácil de comprimir, los neumáticos pueden absorber un impacto excesivo.
La neumática funciona en movimiento lineal y giratorio y es una manera fácil de activar un movimiento de salida o aplicar fuerza. Al seleccionar un sistema neumático para aplicaciones industriales, se deben considerar los requisitos en términos de una secuencia de operaciones.
Al seleccionar un sistema neumático, se deben considerar los requisitos de presión y caudal para obtener el mejor rendimiento posible. Es posible que el sistema neumático no funcione correctamente si se seleccionan los componentes incorrectos.
Ejemplo de aplicación de neumática
Es posible aplicar la instrumentación neumática desde mediciones de indicación de un solo lazo ordinarias hasta lazos complicados como el control en cascada, como se muestra en la figura a continuación.
¿Cómo funcionan la neumática y los sistemas neumáticos?
La neumática industrial es una forma simple y confiable de hacer que las cosas se muevan, simplemente usando aire limpio y seco. El aire comprimido es la principal fuente de alimentación de los sistemas neumáticos para generar potencia mecánica y movimiento. Además, el movimiento causado por el sistema neumático opera los sistemas de automatización de la fábrica. La neumática también está presente en otras aplicaciones, desde camiones hasta aplicaciones médicas y preparación de alimentos, pasando por herramientas neumáticas y moldeo por soplado.
Precauciones
- Debemos tener cuidado de monitorear las fugas de aire y la corrosión en las tuberías para evitar averías.
- La calidad del aire comprimido debe ser lo suficientemente alta para garantizar un funcionamiento eficiente.
- La preparación del aire en neumática es fundamental. Por lo tanto, debe haber un sistema de eliminación de humedad, partículas de polvo no deseadas y aceites. De lo contrario, pueden obstruir o corroer ciertos componentes como válvulas y sellos.
- La aplicación de un sistema de filtración y el control del suministro de aire también garantizarán que el sistema neumático funcione correctamente.
Ventajas de la Neumática
- Los elementos que componen un sistema neumático son sencillos y fáciles de entender.
- El aire en la atmósfera es abundante, es decir, podemos disponer de él de forma ilimitada.
- El costo de mantenimiento de los circuitos neumáticos es generalmente bajo.
- El sistema neumático es intrínsecamente seguro y es el más adecuado en atmósferas explosivas y peligrosas.
- Es fácilmente transportable.
Desventajas del sistema neumático
- Los sistemas neumáticos son sensibles a las vibraciones. Por lo tanto, la instalación del sistema debe estar alejada de fuentes de vibración.
- En comparación con otros tipos de fuentes de energía, necesita preparación antes de su uso (eliminación de impurezas y humedad).
- Tiene fuerzas de trabajo limitadas. (de 20 a 30.000 N).
- Es ruidoso, debido a las fugas de aire después de su uso.
- Es una energía cara, que puede compensarse en cierta medida con un buen rendimiento y facilidad de implantación.
- El sistema neumático ocupa un gran espacio dentro del panel con tubería, indicadores, registradores, controladores, extractores de raíz cuadrada y cabezales de aire. Por otro lado, los paneles con instrumentación electrónica no son engorrosos y fáciles de solucionar problemas relacionados con el cableado.
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