Producción de Aire Comprimido

Se genera con compresores para obtener la presión de aire necesaria para el accionamiento de elementos neumáticos. Esto implica la disminución del volumen específico del aire, que luego se conduce por cañerías y se almacena en acumuladores.

Compresores

Los más comunes son los de embolo, que constan de uno o más cilindros desplazados por bielas. Se distinguen en baja, media y alta presión, y en una, dos o tres etapas. El proceso de compresión se realiza en dos pasos:

• Admisión: la biela hace descender el pistón y la válvula de admisión permite la entrada de aire a la cámara hasta que el cilindro llegue al punto inferior y la válvula se cierre.
• Escape: el ascenso del pistón comprime el aire y, por la compresión, se abre la válvula de escape, permitiendo la circulación de aire hacia el acumulador.

Depósito del Compresor o Acumulador

El gasto de aire comprimido se realiza en varios puntos, por lo que se utilizan dispositivos acumuladores a la salida del compresor. Estos deben tener manómetro, válvula de seguridad, grifo de purga, puerta de registro y placa de características. Los acumuladores son de chapa y se pueden instalar lejos. El dispositivo más eficiente es aquel que enfría el aire a temperatura ambiente.

Tratamiento del Aire Comprimido

Es necesario eliminar las impurezas del aire antes de su almacenamiento o uso. Estas impurezas pueden ser sólidos como polvo o partículas, metales líquidos o gaseosos.

Las impurezas sólidas generan desgaste, abrasiones y obstrucción en cañerías finas. Las impurezas líquidas y gaseosas, como el aceite, provocan formación de carbono y depósitos gomosos por oxidación. El agua en forma de vapor provoca oxidación de tuberías y elementos, disminución de los pasos de las tuberías, degradación de productos químicos y mal acabado en operaciones de pintura.

Acondicionamiento del Aire Comprimido

Filtrado de Aire Comprimido: en la automatización se busca utilizar menos componentes y menos lubricación, por lo que el aire debe ser más puro. Para lograrlo, se utiliza un buen filtro que tiene como misión detener partículas sólidas y eliminar el agua condensada en el aire.

Filtro de Aire Comprimido: existen diferentes tipos de filtros, construidos con materiales resistentes y transparentes. Deben limpiarse con detergente. Trabajan entrando el aire por un deflector direccional que hace fluir el aire en remolino, lo que provoca que las partículas de líquido se peguen en las paredes y se deslicen hacia la zona de calma. El aire pasa por un elemento que filtra partículas sólidas, y al abrir el grifo de purga, las partículas son expulsadas al exterior. El nivel nunca debe superar el marcado. Se logra separación por efecto cíclico y filtración.

Reguladores de Presión

Trabajan entre uno y doce bares. La regulación se puede hacer manualmente en el aparato, y el objetivo es mantener una presión de salida constante. Para regularla, se gira el volante que hace una fuerza sobre el resorte, y la fuerza determina la presión del sistema. Existen dos fases: cuando la presión de salida es suficiente (no deja pasar caudal) y cuando la presión de salida es insuficiente, se abre el paso bajando el émbolo. Las posiciones del émbolo están determinadas por la membrana, que es el elemento que ayuda a regular.

Medidor de Presión

Manómetro de Bourdon: este instrumento consiste en un tubo curvado de sección rectangular con un extremo libre. Cuando la presión aumenta, el tubo se desplaza hacia su extremo libre. Está unido a un amplificador mecánico de piñón dentado, y este mecanismo se encuentra en una caja metálica con cristal frontal.

Lubricación del Aire Comprimido

La lubricación en un circuito se realiza después del filtrado y llevado a la presión correcta. Se añade una pequeña cantidad de aceite mezclado con el aire, que impregna las piezas mecánicas con una capa de engrase.

Lubricadores de Aire Comprimido

Son aparatos que regulan y controlan la mezcla de aceite y aire. Estos aceites deben ser muy fluidos, contener aditivos antioxidantes y no perjudicar los materiales de las juntas y elastómeros. Además, deben tener una viscosidad poco variable entre 20 y 50ºC, y no deben ser aceites vegetales ni vaselina.

Proceso de Lubricación

El aire entra a un estrangulamiento, aumenta su velocidad y, como consecuencia, se genera un efecto Venturi. Al tomar contacto con el aire, el aceite es pulverizado y arrastrado por todo el circuito.

Lubricador

El aire ya filtrado y regulado entra en el aparato y, al pasar por el estrangulamiento, aumenta su velocidad. Cuando se produce un consumo en el aire comprimido, se pone en movimiento, y como en el depósito hay presión inferior, el aceite circula por el tubo a través de una válvula de retención sobre la restricción. La corriente de aire comprimido arrastra el aceite por todo el circuito.

Grupo FRL (Filtrado Regulado Lubricado)

El aire comprimido necesita un proceso de purificación, regulación y engrase que se logra mediante el grupo FRL, montado en la entrada general del circuito. Su objetivo es eliminar el agua condensada, detener partículas sólidas, regular la presión de manera constante y engrasar el aire comprimido para lubricar los elementos.

El grupo FRL requiere mantenimiento: controlar el nivel de condensación, limpiar periódicamente el cartucho filtrante, revisar el aceite del lubricador y mantenerlo a nivel, y utilizar los aceites recomendados.

Generalidades de los Circuitos Neumáticos

Existen una serie de elementos que cumplen funciones en el circuito. Estos están constituidos por elementos de información, elementos de mando y elementos de trabajo. La función de energía mecánica la realizan los elementos de trabajo, que deben ser modulados por mandos controlados por tratamientos de información o automatización.

Actuadores Neumáticos

La energía neumática se transforma en movimientos rectilíneos mediante cilindros y en movimientos giratorios mediante motores. Los elementos neumáticos que se utilizan son los cilindros neumáticos, que se accionan mediante el ingreso de aire comprimido y el retorno por resorte o aire. Algunos procedimientos emplean el retorno por resorte. Los cilindros se clasifican en cilindros de simple efecto y de doble efecto.