Conceptos básicos de neumática

1. Ángel D. González Álvarez 2014

2. 1- INTRODUCCIÓN
1.1 La evolución en la técnica del aire comprimido
En la actualidad, ya no se concibe una moderna explotación
industrial sin el aire comprimido. Este es el motivo de que en
los ramos industriales más variados se utilicen aparatos
neumáticos.
El aire comprimido es una de las
formas de energía más antiguas que
conoce el hombre y aprovecha para
reforzar sus recursos físicos. Sus
comienzos en la industria fueron en la
minería, en la construcción y en los
ferrocarriles (frenos de aire
comprimido).
Pero a partir de mediados del siglo 20 es cuando se generaliza
pero su gran expansión a sido con la automatización y
racionalización en los procesos de trabajo.
1

3. 1.2 Aspectos positivos y negativos para la utilización del
aire comprimido
Lo positivo del aire comprimido
Abundante
Transporte
Almacenable
Cualquier Temperatura
Antideflagrante
Limpio
Elementos simples
A prueba de sobrecargas
Lo negativo y condiciones adversas.
Preparación:
No es posible velocidades uniformes y constantes.
Fuerza pequeña, Condicionada por la presión de
servicio normalmente usual de 700 kPa (7 bar),
Escape : El escape de aire produce ruido.
Costos: Energía más cara que otras.
2

4. 1.3 Composición
COMPOSICIÓN DEL AIRE en %V
Nitrógeno 78,03
Oxigeno 20,99
Dióxido de Carbono 0,03
Gases Nobles 0,9413
Hidrógeno 0,01
Metano 0,0002
Óxido Nitroso 0,00005
Vapor de Agua Variable
Ozono Variable
Partículas Variable
Nitrógeno 78%
Oxigeno 21%
Gases Nobles
0,94%
Hidrogeno
Metano
Óxido Nitroso
0,004%
Aire Seco y Limpio
Observa que los elementos químicos más perjudícales para
los circuitos neumáticos, como son el vapor de agua y el polvo
entran en proporciones variables muy diferentes dependiendo
de diversas circunstancias y del momento.
3

5. 1.4 Fundamentos Físicos que debes saber
Temperatura
1º C =1º K ( grado Kelvin)
Punto cero 0º C = 273 ºK
Cero absoluto= 0ºK= -273 ºC
Fuerza
1 Kilopondio = 9,81 N
Energía
1 caloría (c)= 4,18 J
1 kwh = 3,6 106 J
Magnitud Unidad SI
Longitud metro (m)
Masa kilogramo (kg)
Tiempo segundo (s)
Área, superficie m2
Volumen m3
Velocidad m/s
Aceleración m/s2
Fuerza newton (N)
Trabajo, energía julio (J)
Potencia vatio (W)
Presión pascal (Pa)
Caudal m3/s
Temperatura grado centigrado (ºC)
Potencia
1 Caballo de Vapor (Hp) = 736 W
4

6. El lío viene porque además de la unidad del SI, el pascal (Pa), se utilizan otras :
•Atmósfera, at
1 at = 1 Kp/cm2 = 0,981 bar
•Pascal, bar
1 Pa = 1N / m2 =10-5 bar
1 bar = 105 N/m2 = 1,02 at
•Atmósfera física, atm
1 atm = 1,033 at = 1,013 bar
•Milímetros de columna de agua, mm de col. de agua
10.000 mm ca = 1 at = 0,981 bar
•Milímetros de columna de mercurio, mm Hg
1 mm Hg = 1 Torricelli (Torr)
1 at = 736 mm Hg
Continuación de Fundamentos Físicos que debes saber
En Neumática la magnitud más importante es la de
presión
Presión atmosférica: Es la fuerza que ejerce el aire
atmosférico sobre la superficie terrestre.
En realidad es el peso de la columna de aire que
tenemos encima por cada unidad de superficie. Se toma
de referencia el nivel del mar, si subimos a una montaña
menos aire encima luego menos presión atmosférica
5

7. Las presiones neumáticas se definen por encima de la presión
atmosférica normal que equivale a 1,013 bar o, aproximadamente,
1 kp /cm2.
La presión imperante en la superficie terrestre es denominada presión
atmosférica (Pamb). Esta presión también es denominada presión de
referencia. La presión superior a esta presión de referencia se denomina
sobrepresión , mientras que la presión inferior a ella se denomina
subpresión.
Presión Cero :
Vacío
Presión Atmosférica
Presión de referencia
Nivel del mar, condiciones
normales
Se mide con
manómetro
Se mide con
vacuómetro
SobrepresiónSubpresión
PRESIÓN ABSOLUTA PRESIÓN RELATIVA
Pr=0
P=0
P=1.013 bar
Se mide con
barómetro
Se mide con
barómetro
0 bar
1 bar
2 bar
3 bar
4 bar
5 bar
P. NEUMÁTICA
P. Manométrica
6

8. 2 - Propiedades de los gases
2.1 Ley de Boyle Mariotte.
A temperatura constante, transformación isotérmica el volumen ocupado por
una masa gaseosa invariable está en razón inversa de su presión, es decir,
que en tales circunstancias se verifica:
P.V = Cte.
P1.V1 = P2.V2 = P3.V3 = Cte
Ejercicio 2.1
Si el volumen V1 =1 m3 a una presión absoluta de 100 KPa se comprime a temperatura constante a
un volumen V2 = 0,5 m3 . a) Calcular la presión P2.
b)Si el volumen V1 se comprime con la fuerza F aún más hasta lograr V3 = 0,05 m3. ¿Qué presión se
alcanza?.
Ejercicio 2.2
El aire expuesto a presión atmosférica es comprimido a la séptima parte de su volumen. ¿Cuál es la
presión si la temperatura se mantiene constante?.
7

9. 2.2 Ley de Charles y Gay Lussac
A presión constante, transformación isóbara, el volumen ocupado por una
masa dada de gas, es directamente proporcional a su temperatura.
.
2
2
1
1
Cte
T
V
T
V

1
2
12 *
T
T
VV 
2.3 Segunda Ley de Gay Lussac
A volumen constante, transformación
isócora, la presión de una masa dada de
gas, es directamente proporcional a su
temperatura.
.
2
2
1
1
Cte
T
P
T
P

Cuanto más se comprime un gas más aumenta su temperatura.
2.4 Ley de Avogadro.- Las relaciones anteriores se combinan para
proporcionar la “ecuación general de los gases perfectos”
.
..
2
22
1
11
Cte
T
VP
T
VP

8

10. 9
Dice: “Cuando se aplica presión a un fluido encerrado en un recipiente, esta
presión se transmite instantáneamente y por igual en todas direcciones del
fluido”.
3.1 El Principio de Pascal
P = F1 / S1 y P = F2 / S2
Por lo que podemos poner
F1 / S1 = F2 / S2
otra forma de expresarlo es:
F1 x S2 = F2 x S1
3 - Propiedades de los fluidos

11. 3.2 El efecto Venturi
Consiste en que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado
disminuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona
de sección menor (estrangulamiento).
Se utiliza frecuentemente:
•Para la fabricación de máquinas que proporcionan aditivos en una
conducción hidráulica.
•Para pintar con pistola.
•Como generador de vacio para sujetar piezas con ventosas
•Etc
Un orificio externo, construido estratégicamente en la región restringida del tubo,
sufrirá entonces una depresión provocada por el paso del aire comprimido por el
estrangulamiento. Eso significa que tenemos un vacío parcial dentro del orificio
que, unido a la atmósfera, hará que el aire atmosférico, cuya presión es mayor
penetre en el orificio en dirección a la gran masa de aire que fluirá por la
restricción.
10

12. 4 .1 Volumen estándar
Debido a las interrelaciones entre volumen, presión y temperatura, es
necesario referir todos los datos de volumen de aire a una unidad
estandarizada, el metro cúbico estándar, que es la cantidad de 1,293 Kg de
masa de aire a una temperatura de 0ºC y una presión absoluta de 760 mm de
Hg (101.325Pa). Calcular
4.2 Humedad del aire
El aire de la atmósfera contiene siempre
un porcentaje de vapor de agua. la
cantidad de humedad presente, depende
de la humedad atmosférica y de la
temperatura.
La cantidad real de agua que puede ser
retenida, depende por completo de la
temperatura; 1m3 de aire comprimido es
capaz de retener sólo la misma cantidad
de vapor de agua como 1 m3 de aire a
presión atmosférica.
La siguiente gráfica nos permite conocer el
número de gramos por m3 para una amplia
gama de temperaturas.
11
21.4º
4 - El agua en neumática

13. 4.3 Humedad relativa
Salvo raras excepciones el aire atmosférico no se satura nunca. El
coeficiente entre el contenido real de agua y el del punto de condensación se
llama humedad relativa y se indica en %, se mide con el higrómetro
Humedad relativa =
Ejercicio 4.1:
Determinar la cantidad de agua que hay en 0.65 m3 de agua a 35ºC y
humedad relativa del 60%
Solución:
El punto de condensación 35 ºC, 60% => 24 g/ m3 (ver tablas)
24 * 0,65 = 15,6 g
Cuando el aire se comprime, su capacidad para contener humedad en forma
de vapor es sólo la de su volumen reducido. Por tanto a menos que la
temperatura suba sustancialmente, el agua será expulsada mediante
condensación.
Ejercicio 4.2:
Tenemos 1m3 de agua que contiene 15.6 g. se comprime el aire hasta la
mitad, determinar cuanta agua se condensa.
Según tabla 2.5, 1m3 de aire puede contener 24 g agua luego por una
sencilla regla de tres. ½ m3 podrá contener hasta 12 g.
Se condensará 15.6 -12=3,6 g de agua
100*
..
...
saturacióndecantidad
aguaderealcontenido
12
Contenido máx de vapor de
agua de 1m3 de aire a 25ºC
y una presión de 0 bar
Contenido máx de vapor de
agua de 1m3 de aire a 25ºC
y una presión de 5 bar

14. 13
Ejercicio 4.3: 10 m3 de aire atmosférico a 15 ºC y 65 % de humedad relativa se
comprime a 5 bares de presión manométrica. Se modifica la temperatura hasta
alcanzar los 25ºC. ¿ Qué cantidad de agua se condensará?
Tabla 2.5
gmmgTablas 7010/7:
%65
º15 33





15. 14
Ejercicio 4.4: Un compresor toma 10 m3 de aire atmosférico a 25 ºC y 90 % de
humedad relativa y lo comprime a 4 bares de presión manométrica (5 bares
absolutos). No se modifica la temperatura. ¿Qué cantidad de agua se condensará?
Ejercicio 4.5: Un compresor toma 5 m3 de aire atmosférico a 3 ºC y 90 % de
humedad relativa y lo comprime a 3 bares de presión manométrica y aumenta
la temperatura hasta 25ºC. ¿ Qué humedad relativa tendrá el aire?
Ejercicio 4.6: Un compresor de 200 l/m toma de aire atmosférico durante 30m.
El aire del ambiente está a 20ºC y 90 % de humedad relativa y lo comprime a 4
bares de presión manométrica, aumentando la temperatura hasta 23ºC. ¿Qué
cantidad de agua se condensará en la instalación.
Ejercicio 4.7: Para una soldadura TIC se necesita aire semiseco (hr=60%) a 4
bares de presión y a una temperatura de 20ºC. El aire del ambiente está a 20º
y 90 % de humedad relativa ¿Hasta que temperatura debemos enfriar con un
secador para obtener el aire para soldar?
Ejercicio 4.8: Llenamos una botella de 1l con aire a 25ºC, y con una hr 90%. La
metemos en un frigorífico manteniendo la presión 1at pero la temperatura la
hacemos descender a 3ºC. ¿Se producen condensaciones? ¿Cuánto?.
Ejercicio 4.9: Por primera vez ponemos en marcha un frigorífico de 200l de
capacidad el aire de fuera está a 25ºC, y con una hr 80%. hacemos descender
la temperatura hasta 5ºC. ¿Se producen condensaciones? ¿Cuánto?.¿Dónde?
Si abrimos y cerramos 100 veces renovando el aire (haciendo pausas
prolongadas) ¿Cuánta agua se deposita y cómo?

16. 4.4 Punto de rocío
El contenido de agua del aire comprimido es muy importante por razones obvias,
para ello nos ayudará el concepto de punto de rocío PR
El punto de rocío es la temperatura t, en la que el aire se convierte en aire
saturado de agua. Es importante saber que:
• No se producirán condensaciones si la temperatura del aire se mantiene
por encima del punto de rocío.
•Un enfriamiento del aire por debajo de la temperatura del PR, el vapor
comienza a condensarse en forma de agua líquida.
La principal utilización del concepto de punto de rocío está en el campo del aire
seco, en donde es el parámetro para indicar la mayor o menor sequedad del
mismo. Puntos de rocío muy bajos reflejan aire muy seco y, por lo tanto, de gran
calidad.
Se puede determinar en la tabla anterior o en este sitio web
Cálculo PR
Ejercicio 4.10.
Calcular el punto de rocío de un ambiente a 30ºC y 60% de humedad relativa a
la presión atmosférica.
S:21.4 ºC
15

17. 5 - Presión y Caudal
En neumática es muy importante conocer estas dos magnitudes.
Si no existe circulación de aire, la presión de todos los puntos del sistema será
la misma, pero si existe circulación desde un punto a otro, ocurre que la presión
en el primer punto es mayor que en el segundo, es decir, existe una diferencia
de presión que depende de tres factores:
•De la presión inicial.
•Del caudal de aire que circula.
•De la facilidad de un elemento para que el aire circule a través de él.
El cálculo del caudal de aire es complejo y lo facilitamos utilizando tablas
Ejemplo 5.1:
Con una tubería de 1mm2 de
sección. Para una presión de
entrada = 6 bar y una presión de
salida de 5 bar, el caudal que se
obtiene es de 55 litros/minuto
Curva de Entrada 6 bar
Salida 5 bar
55 l/min
16
Esta tabla es para tuberías de
1mm2 de sección. Para secciones
mayores se calcula multiplicando
por el número de veces que es
mayor, pero si son tuberías
mucho mayores no nos servirá
Tabla para el cálculo de caudales en función de la diferencia de presión

18. 6 - GENERACIÓN Y ALIMENTACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
Los cilindros neumáticos, los actuadores de giro y los motores de aire
suministran la fuerza y el movimiento y para garantizar la fiabilidad sistema
neumático es necesario que el aire tenga un nivel de calidad suficiente. Ello
implica considerar los siguientes factores:
•Presión correcta.
•Aire seco.
•Aire limpio.
La generación del aire a presión empieza por la compresión de aire. Para el
acondicionamiento del aire es recomendable utilizar los siguientes elementos:
El aire que no ha sido lubricado puede provocar los siguientes problemas:
Aumento del desgaste de juntas y piezas móviles de válvulas y cilindros.
Corrosión en tubos, válvulas, cilindros y otros componentes.
Lubricación externa de los componentes móviles con la consiguiente
impregnación y suciedad.
Filtro de
Aspiración
Compresor Depósito Secador Lubricador
Válvulas
de purga
17

19. 6.1 Sistema Neumático Básico
Elementos: Producción de aire.
1. Compresor
2. Motor eléctrico
3. Presostato.
4. Válvula anti-retorno
5. Deposito.
6. Manómetro.
7. Purga automática
8. Válvula de seguridad.
9. Secador de aire refrigerado.
10.Filtro de línea.
Elementos: Utilización de aire.
1. Purga de aire.
2. Purga automática.
3. Unidad de acondicionamiento de aire
4. Válvula direccional.
5. Actuador.
6. Controladores de velocidad.
18

20. El aire comprimido se obtiene por medio de compresores que son máquinas
capaces de elevar la presión de una masa de aire hasta el valor conveniente.
Los compresores son, transmisores de energía, ya que convierten la energía
mecánica de su árbol motor en energía potencial de presión.
Existen dos procedimientos fundamentales de compresión:
7 - PRODUCCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO
Tipos de Compresores
Alternativo
Émbolo Diafragma
Rotativo
Paleta Tornillo
También existen turbocompresores que aumentan la presión al aumentar la
velocidad del aire, de los que ya no hablaremos más, por no ser utilizados en
circuitos neumáticos
19

21. 7.1. COMPRESORES ALTERNATIVOS
7.1.1 Compresor de émbolo de una etapa
El aire aspirado a presión atmosférica, se comprime a la presión deseada con
una sola compresión.
El movimiento hacia abajo del émbolo aumenta el volumen para crear una
presión más baja que la de la atmósfera, lo que hace entrar el aire en el
cilindro por la válvula de admisión.
Al final de la carrera, el émbolo se mueve hacia arriba, la válvula de admisión
se cierra cuando el aire se comprime, obligando a la válvula de escape a
abrirse para descargar el aire en el depósito de
recogida.
Este tipo de compresor, alternativo, se utiliza generalmente en sistemas que
requieran aire en la gama de 3-7 bares.
20

22. 7.1.2 Compresor de émbolo de dos etapas
En un compresor de una sola etapa, cuando se comprime el aire por encima
de 6 bares, el calor excesivo que se crea, reduce en gran medida su eficacia.
Debido a esto, los compresores de émbolo utilizados en los sistemas
industriales de aire comprimido son generalmente de dos etapas.
El aire recogido a presión atmosférica se comprime en dos etapas, hasta la
presión final.
Si la presión final es de 7 bares, la primera
etapa normalmente comprime el aire hasta
aproximadamente 3 bares, tras lo cual se
enfría. Se alimenta entonces el cilindro de
la segunda etapa que comprime el aire
hasta 7 bares.
El aire comprimido entra en el cilindro de
segunda etapa de compresión a una
temperatura muy reducida, tras pasar por
el refrigerador intermedio, mejorando el
rendimiento
Prmera etapa
Segunda etapa
Refrigeración
aire
21

23. 7.1.3 Compresor de diafragma
Los compresores de diafragma suministran aire comprimido seco hasta 5
bares y totalmente libre de aceite. Por lo tanto, se utilizan ampliamente en la
industria alimenticia, farmacéutica y similar.
El diafragma proporciona un cambio en el volumen de la cámara, lo que
permite la entrada del aire en la carrera hacia abajo y la compresión y el
escape en la carrera hacia arriba.
Entrada de aire
22

24. 7.2 COMPRESORES ROTATIVOS
7.2.1 Compresor rotativo de paletas deslizantes
Este compresor tiene un rotor montado excéntricamente con una serie de
paletas que se deslizan dentro de ranuras radiales.
Al girar el rotor, la fuerza centrífuga mantiene las paletas en contacto con la
pared del estator y el espacio entre las paletas adyacentes disminuye desde
la entrada de aire hasta la salida, comprimiendo así el aire.
La lubricación y la estanqueidad se obtienen inyectando aceite en la corriente
de aire cerca de la entrada. El aceite actúa también como refrigerante para
eliminar parte del calor generado por la compresión, para limitar la
temperatura alrededor de 190° C.
23

25. 7.2.2 Compresor de tornillo
Dos rotores helicoidales engranan girando en sentidos contrarios. El espacio
libre ellos disminuye axialmente en volumen, lo que comprime el aire
atrapado entre los rotores.
El aceite lubrifica y cierra herméticamente los dos tornillos rotativos. Los
separadores de aceite, eliminan el mismo del aire de salida.
Con estas máquinas se pueden obtener caudales unitarios continuos y
elevados de más de 400 m3/min, a presiones superiores a 10 bares
Este tipo de compresor, a diferencia del compresor de paletas, ofrece un
suministro continuo libre de altibajos.
El tipo industrial de compresor de aire más común, sigue siendo la máquina
alternativa, aunque los tipos de tornillo y paletas se están usando cada vez
más.
24

26. 7.2.3 Turbo compresor radial
El aire tomado de la atmósfera es proyectado
radialmente contra la carcasa, transformando su
energía cinética en energía de presión.
Puede advertirse que a medida que se van superando
etapas (vueltas), la presión acumulada aumenta con la
consiguiente disminución de volumen por unidad de
masa.
La figura nos presenta una construcción esquemática
del eje común en la que todos los álabes son de igual
diámetro y giran a la misma velocidad angular
En general, este tipo de compresores permiten
manejar grandes caudales a grandes presiones
(220.000 m3 y 300 bar, como máximo).
7.2.4 Compresor Roots
Dos llaves que giran en sentido inverso encierran
cada vuelta un volumen de aire entre la pared y su
perfil respectivo.
Este volumen de aire es llevado al fin del giro a la
presión deseada.
25

27. 8 - SISTEMA DE ENFRIAMIENTO DE LOS COMPRESORES
Evacuar el calor generado entre los estados de compresión, teniendo por
objetivo:
•Mantener baja la temperatura de las válvulas del aceite lubricante y del aire
que está siendo comprimido.
•Evitar deformación del bloque y cabezales, debido a las altas temperaturas.
•Aumentar la eficiencia del compresor.
El sistema de enfriamiento comprende dos fases:
•Enfriamiento de los cilindros de compresión.
•Enfriamiento Intermedio cuando la compresión se efectúa en más de una
etapa.
El enfriamiento puede ser realizado por medio del aire en circulación,
ventilación forzada y agua,
Refrigeración de aire forzado Refrigeración por agua
26

28. 9 - MANTENIMIENTO DEL COMPRESOR
Esta es una tarea importante dentro del sector industrial. Es imprescindible seguir
las instrucciones recomendadas por el fabricante. Durante la compresión el aire
es calentado, pero, a veces el calentamiento exagerado puede ser debido a una
de las siguientes causas:
a) Falta de aceite en el cárter.
b) Válvulas trabadas o sucias
c) Ventilación insuficiente.
d) Aceite del cárter excesivamente viscoso.
e) Válvulas de regulación dañadas o rotas.
f) Filtro de aire obstruido.
En caso de "golpes" o ruidos anormales, puede deberse a:
a) Daños en el pistón.
b) Juego en los cojinetes del eje, de las manivelas.
d) Válvulas mal asentadas.
d) Volante suelto.
Si los períodos de funcionamiento son más largos de lo normal puede ser por:
a) Obstrucción del filtro de aspiración de aire.
b) Pérdida de aire en las líneas.
c) Válvulas sucias u obstruidas.
d) Necesidad de mayor capacidad de aire.
e ) Excesivas holguras en el ajuste del pistón y cilindro , sería necesario
cambiar los segmentos 27

29. 9 - DEPÓSITO DE AIRE COMPRIMIDO
Muy próximo al compresor se coloca un depósito de chapa de acero, deben:
• Almacenar aire comprimido para cuando la demanda momentánea exceda
la capacidad del compresor.
•Incrementar la refrigeración y captar posibles condensados residuales y
pequeñas gotas de aceite.
•Compensar las variaciones de presión que tengan lugar en la red de
tuberías.
•Evitar ciclos carga-descarga del compresor demasiado frecuentes
Para el funcionamiento de un compresor con arranque y parado automáticos,
debe tener un volumen de acuerdo con el consumo de aire y capacidad del
compresor, sólo deben producirse diez arranques por hora, la diferencia de
presión entre parada y arranque debe ser alrededor de 1 bar..
El depósito debe estar provisto de:
Soportar hasta 9 bar
Válvula de seguridad.
 Manómetro
 Purga automática o manual
 Tapas de inspección para la
comprobación o limpieza del interior.
28

30. 10 - POST-ENFRIADORES
Después de la compresión final, el aire está caliente y, al enfriarse, el agua
se depositará en cantidades considerables en el sistema de tuberías, lo cual
deberá evitarse. La manera más efectiva parte del agua de condensación es
someter el aire a la refrigeración posterior, inmediatamente después de la
compresión.
Hay dos tipos de post-enfriadores:
Refrigeración por agua.
Refrigeración por aire.
29

31. 11 - SECADORES DEL AIRE.
La humedad en el aire comprimido es siempre perjudicial para las
automatizaciones neumáticas, origina serias consecuencias.
Aire seco industrial es el que, después de un proceso de deshidratación, fluye
con un contenido de humedad residual tan pequeño, que puede ser utilizado
sin perjudicar a la instalación y a los órganos de trabajo.
El secado es costoso en algunos casos, llega a costar 25% del valor total de la
instalación del aire.
Los post-enfriadores enfrían el aire hasta unos 10 o 15 ºC por encima del
medio refrigerante. El control y operación de los actuadores neumáticos se
realiza a una temperatura de unos 20 ºC . Por tanto, no se producirán más
condensaciones y la humedad que contenga el aire pasará a los actuadores de
la instalación.
Los medios utilizados para secado del aire son múltiples. Nos referiremos a los
más importantes:
•Secado por enfriamiento
•Secado por absorción
•Secado por adsorción
30

32. 11.1 Secado por enfriamiento (refrigeración)
Es una unidad mecánica que incorpora un circuito de refrigeración con dos
intercambiadores de calor.
El aire húmedo a alta temperatura es pre-
enfriado en el primer intercambiador de
calor (1) transfiriendo parte de su calor al
aire frío de salida.
En el intercambiador de calor (2), el aire
es enfriado por medio de una máquina
frigorífica.
Es posible conseguir que el aire salga a
una temperatura de 2 ºC, aunque lo normal
es 5ºC.
El coste de secado puede representar
entre el 10% y el 20% del coste de aire
comprimido.
31

33. 11.2 Secado por absorción
El aire comprimido es forzado a través de un agente secante, yeso deshidratado
o cloruro de magnesio que contiene en forma sólida cloruro de litio o cloruro de
calcio, el cual reacciona con la humedad para formar una solución (se forma otra
sustancia) que es drenada desde el fondo del depósito.
El agente secante debe ser regenerado a intervalos regulares ya que el punto de
rocío se eleva en función del consumo de sales durante el funcionamiento.
Características del método de absorción
•Instalación sencilla del equipo
•Poco desgaste mecánico ( no hay piezas móviles)
•No hay necesidad de recurrir a fuentes de energía externas
•Se pueden alcanzar puntos de condensación de presiones inferiores a 0ºC.
32

34. 11.3 Secado por adsorción
La adsorción es un proceso por el cual átomos, iones o moléculas son atrapadas
o retenidas en la superficie de un material.
En una cámara vertical, está contenido un
producto químico tal como el silicagel o la
alúmina activada en forma granular, para que,
por métodos físicos, absorba la humedad del
aire comprimido. Cuando el secante se satura,
es regenerado mediante secado por
calentamiento.
Con este método, son posibles puntos de rocío
extremadamente bajos, del orden de –30ºC.
33

35. 12 - SEPARADOR DE CONDENSADOS
Cuando se desea mejorar la calidad de la red de aire comprimido, y no
hace falta necesariamente un secador:
•Porque no se necesita un grado de secado tan alto.
•Porque es demasiado caro. Etc
Los separadores de agua son una buena opción para eliminar
condensados y no necesitan sustitución de elementos. Su mantenimiento es
nulo.
Los separadores se colocan a la salida del compresor.
34

36. 13 - FILTRO DE LÍNEA PRINCIPAL
Detrás del depósito se deberá instalar un filtro que permita eliminar la
contaminación, los vapores de aceite procedentes del compresor y el agua.
El filtro debe tener una mínima caída de presión y capacidad para eliminar
el vapor de aceite procedente del compresor con el fin de evitar la emulsión en
la línea con el agua condensada.
Sirve para eliminar las impurezas que aún
pueda llevar el aire comprimido. Este circula a
través de un cartucho filtrante que retiene las
partículas en suspensión de tamaño superior a
la capacidad del filtro y deposita el agua, que
se acumula en el fondo del depósito, de donde
se elimina periódicamente por medio de la
purga manual o automática. Como es lógico,
hay que realizar la limpieza periódica del filtro
o proceder a su sustitución, según los casos,
para garantizar el correcto funcionamiento del
aparato.
35

37. 14 - DISTRIBUCIÓN DEL AIRE
Para hacer llegar el aire comprimido a los puntos de consumo, se colocan
tomas de aire de distribución. Además se instalan válvulas de aislamiento para
dividir la línea de distribución en secciones, con el fin de limitar el área que
deba ser vaciada durante reparaciones o mantenimientos.
Existen dos configuraciones básicas:
Final en línea muerta. Conducto principal en anillo.
La tubería debe mantener una
pendiente mínima del 2%
Acumuladores intermedios o pulmones. Permitirán la separación de condensados36

38. 14.1 - DIMENSIONES DE LAS TUBERÍAS
El coste de los conductos de aire representa una porción elevada del
coste inicial de una instalación de aire comprimido. Una reducción en el
diámetro de la tubería, aunque baja el coste inicial de la instalación, hace
aumentar la caída de presión en el sistema, incrementando así el coste de
funcionamiento.
También, puesto que los costes de la mano de obra representan
gran parte del coste global de la instalación, resulta igual de caro instalar una
tubería de 25 mm que de 50 mm y, sin embargo, la capacidad es 4 veces
superior.
En un sistema de distribución en anillo, el suministro se realiza por
dos lados, sin embargo el cálculo se debe hacer como si se alimentase por
uno solo.
El tamaño del conducto de aire y de las derivaciones se calcula por limitación
de la velocidad del aire, que se recomienda que sea de 6 m/s, mientras que
en los sub-circuitos ( a una presión de 6 bares y pocos metros de longitud)
pueden funcionar a velocidades de hasta 20 m/s. La caída de presión no
debe superar los 0,3 bares. El monograma siguiente permite determinar el
diámetro de la tubería más idóneo.
Los codos y las válvulas pueden provocar rozamiento adicional. Este
rozamiento se puede expresar como longitud adicional de la tubería, con el fin
de determinar la pérdida de presión global.
37

39. Ejemplo 14.1 :
Se pretende construir una
instalación para un
consumo de 25 m3/ min. La
longitud de la red se estima
en 300 m. Se admiten
pérdidas de presión en la
red de hasta 0,2 bar la
presión de servicio será de
6 bar.
Para montar la red se
necesitan 7 racores
acodados, 4 racores en Te,
2 válvulas de cierre y 5
reductores. Determinar la
nueva sección.
1ºCálculo sin pérdidas
25x60=1500 m3/h
Solución 1ª 100 mm de Di
2º Parte: Cálculo con las
pérdidas por elementos
7x6+4x11+2x15 +5x2.5=
42+44+30+12.5=128.5 m
Total 300+128.5=428.5m
Repetimos en el Ábaco
1500 m3/h428 m
0.2 bar
6 bar
1º punto
2º punto
100 mm
Resultado 1º
300 m 125 mm
Con la longitud y caudal
sacamos el 1º punto
Con la presión y las
perdidas sacamos
el 2º punto
Solución
38

40. 14.2 MATERIALES PARA LA TUBERÍA
Los materiales de las tuberías tiene que cumplir:
Bajo nivel de pérdida de presión.
Estanqueidad.
Resistencia a la corrosión.
Posibilidad de ampliación.
Tuberías de gas estándar (SGP) El conducto de aire es normalmente un tubo
de acero o de hierro maleable. Se puede obtener en negro o galvanizado, para
roscar o soldar.
Tuberías de acero inoxidable Se utilizan sobre todo, cuando se requieren
grandes diámetros en líneas de conductos largos y rectos.
Tuberías de cobre Cuando se requiere resistencia a la corrosión, al calor y una
rigidez elevada, se pueden utilizar con un diámetro de hasta 40 mm.
Tubos de goma (manguera de aire) La manguera de goma o de plástico
reforzado es la más adecuada para herramientas de mano neumáticas
manuales.
Tubos de PVC o de NYLON Se utilizan normalmente para la interconexión de
componentes neumáticos. Dentro de sus limitaciones de temperatura,
presentan grandes ventajas de instalación. Si se requiere mayor flexibilidad en
curvas cerradas se puede utilizar el nylon o poliuretano, si bien, aguantan
menos presión.
39

41. 14.3 CONECTORES Rápidos.
A la hora de seleccionar los conectores debemos tener en cuenta el caudal que
tienen que dejar en litros por minuto, 300, 600 1000 l/m …. Así como la presión
de trabajo. Eso nos determinará su tamaño
Otro dato a tener en cuenta es dónde se ubica la instalación, sector alimentario
taller de automoción….
En función de en que parte de la instalación están pueden ser conectores macho
y conectores hembra, veamos ejemplos
40
Enchufe AcoplamientoRosca/espiga
Este ejemplo corresponde a un conector pequeño de 380 l/minuto

42. 14.4 SISTEMAS DE CONEXIÓN.
Básicamente existen tres sistemas de conexión:
Conexión por inserción.
Conexión por introducción.
Conexión auto estanca.
La conexión por inserción proporciona una fuerza de retención fiable por dentro
como por fuera del tubo. El mismo está presionado por el anillo exterior cuando
se atornilla la conexión.
La conexión por INTRODUCCIÓN presenta una gran fuerza de retención del
tubo y la utilización de una junta de perfil especial asegura la estanqueidad para
presión y vacío. No hay resistencia adicional al flujo, puesto que la conexión
tiene la misma sección de paso interior.
La conexión AUTOESTANCA tiene un mecanismo de antirretorno, incorporado
de forma que el aire no escapa tras retirar el tubo y, además, se puede utilizar
también en aplicaciones de tubo de cobre.
41

43. 15 - UNIDAD DE MANTENIMIENTO
Tras la compresión, siempre queda humedad y finas partículas de aceite
carbonizado, cascarillas de la tubería y otras materias extrañas. Todo esto,
puede producir efectos nocivos al equipo neumático, incrementando el desgaste
de las juntas y de los componentes, la corrosión y atasco de las válvulas etc.
Para eliminar estos contaminantes, es necesario limpiar el aire lo más cerca
posible del punto de utilización. El tratamiento de aire incluye también la
regulación de presión y, a veces, la lubricación.
Las distintas funciones del acondicionamiento pueden llevarse a cabo con
elementos individuales o mediante una sola unidad que incluye a las anteriores,
a esta unidad se la conoce con el nombre de Unidad de Mantenimiento.
15.1 Filtro estándar
Consta de un separador de agua y un filtro combinado. El elemento filtrante
estándar, elimina todas las partículas contaminantes de hasta 5 micras.
Filtro separador
Purga automática
opcional
42

44. 15.2 Filtros micrónicos
Cuando la contaminación por vapor de aceite es desaconsejable, se utiliza un
filtro micrónico.
El aire fluye desde la entrada al centro del cartucho filtrante y luego hacia la
salida. El vapor de aceite y la neblina de agua se convierten en líquido por una
acción coalescente dentro del material filtrante, formando gotas en el cartucho
filtrante que se recogen en el fondo del vaso.
15.3 Filtros sub-micrónicos
Eliminan todo el aceite y el agua y también las partículas más finas hasta 0,01
micras, para proporcionar la máxima protección a los dispositivos.
43

45. 15.4 - Niveles de filtraje.
La siguiente figura ilustra los distintos niveles de pureza para diferentes
aplicaciones.
Soplado y Automoción
Accionamiento sencillo,
Accionamiento y
pintura
A. y control , pintura
de calidad
Pintura electroestática
Medición precisión
Farmacia y
alimentación
Farmacia y Sanidad y
microelectronica
FiltroCompresor Purga Filtro y purga Secador
Refrigerador
44

46. 15.5 Reguladores de presión
Las oscilaciones de presión en las tuberías influyen negativamente en las
válvulas cilindros, retardos, ocasionando problemas, para evitarlos se utilizan los
reguladores. Se regula la presión girando en el sentido del
reloj el botón de ajuste, Si la presión del muelle
sobre el diafragma es superior al empuje
ejercido por la presión del aire en el lado
opuesto, el diafragma cede empujando el
vástago de la válvula, abriendo el paso entre el
lado de entrada del regulador y el de salida,
permitiendo así, fluir el aire. Al fluir el aire hacia
la salida, desciende la presión en esta parte
secundaria, disminuyendo la acción de la
presión debajo del diafragma, resultando mayor
la fuerza del resorte en la parte superior. El aire
fluirá hacia el secundario, elevando de nuevo la
presión. El muelle de la válvula principal hará
subir a ésta y al vástago junto con el diafragma,
cerrando el paso del aire comprimido cuando en
el secundario se alcance la presión regulada
Si la presión del secundario sube, se abre el
orificio de alivio, permitiendo una fuga hacia la
atmósfera
45

47. 15.6 Lubricación del aire comprimido
En la actualidad, la lubricación no es una necesidad para los componentes
neumáticos modernos, puesto que, están prelubricados para toda su vida.
Las ventajas de los sistemas no lubricados son muchas, por ejemplo:
•Ahorro en el coste del equipo de lubricación y de mantenimiento.
•Es más limpio. Los sistemas son más higiénicos.
•La atmósfera queda limpia de aceite,
Pero algunos equipos, requieren lubricación, y de
esta forma se aumenta la vida útil de los mismos.
Para asegurarse de que estén continuamente
lubricados, se añade cierta cantidad de aceite al
aire comprimido por medio de un lubricador.
El aire se hace pasar por una zona estrangulada
de esa unidad y se produce el vacio (efecto
Venturi), el cual succiona el aceite a través de
una tubería, pasa a una cámara donde es
pulverizado y mezclado con el aire (neblina).
Como orientación se mezcla de 1 a 10 gotas por
m3 de aire. Se puede hacer la prueba del cartón
en la última toma de aire, se pone un cartón en la
boca y se deja escapar el aire si solo mancha
está bien si gotea hay exceso.
46

48. 15.7 Unidad de mantenimiento compacta
Los elementos compuestos por filtro, regulador de presión y lubricador
modulares pueden estar combinados en una unidad de servicio conectándolos
con bloques de unión y anclaje denominándose unidad de mantenimiento.
Mantenimiento regular:
•Filtro de aire, revisar el cartucho del
filtro , limpiar y sustituir. Vaciar el
agua de condensación antes de llegar
al nivel máx.
•Regulador, no precisa mantenimiento
si delante está el filtro de aire.
•Lubricador hay que vigilar el nivel de
aceite y rellenar de aceite mineral,
para limpieza de los vasos si no son
de cristal cuidado no se debe utilizar
disolventes .
47

49. 16 - ACTUADORES NEUMÁTICOS
La energía del aire comprimido se transforma por medio de cilindros en un
movimiento lineal de vaivén, y mediante motores neumáticos, en movimiento
de giro.
Los actuadores neumáticos pueden clasificarse en dos grupos según el
movimiento, si es lineal o giratorio o si son de sujeción:
Movimiento rectilíneo (movimiento lineal)
•Cilindro de simple efecto.
•Cilindro de doble efecto.
•Cilindro de doble efecto con amortiguación
•Cilindro en tándem
•Cilindro de doble vástago (hueco o macizo)
•Cilindro telescópico
•Cilindro giratorio (hasta 300º)
•Cilindro de cable
Movimiento giratorio
•Motor neumático.
•Actuador giratorio.
•Accionamiento oscilante.
Sujeción
•Pinzas
•Ventosas En este enlace encontrarás
una película explicativa que
te resultará interesante 48

50. 16.1 Cilindro de simple efecto
Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden
realizar trabajos más que en un sentido. El vástago retorna por el efecto de un
muelle incorporado o de una fuerza externa.
El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su
posición inicial a una velocidad suficientemente grande.
Pueden ser de tipo “vástago retraído” o “vástago extendido” .
En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de la
carrera esta limitada por el resorte ( 100 mm).
Tienen un consumo de aire algo más bajo que el cilindro de doble efecto de
igual tamaño. Sin embargo, hay una reducción del impulso debido a la fuerza
del resorte.
La estanqueidad se logra con un material flexible (perbunano), que recubre el
pistón metálico o de material plástico. Durante el movimiento del embolo, los
labios de junta se deslizan sobre la pared interna del cilindro.
Aplicación: frenos de camiones y trenes.
Ventaja: frenado instantáneo en cuanto falla la energía.
49

51. Una membrana de goma, plástico o de metal
reemplaza aquí al émbolo. El vástago está fijado en
el centro de la membrana. No hay piezas
estanqueizantes que se deslicen, se produce un
rozamiento únicamente por la dilatación del
material.
Aplicación: Se emplean en la construcción de
dispositivos y herramientas, así como para
estampar y fijar en prensas.
16.2 Cilindros de membrana
La membrana tiene forma de vaso, cuando
se introduce aire comprimido la membrana
se desarrolla en la pared interna del cilindro,
presenta muy poco rozamiento y son muy
estancos, su carrera es muy corta.
16.3 Cilindro de simple efecto de membrana arrollable
50

52. 16.4 Cilindro de doble efecto
Recibe aire comprimido por dos orificios, desarrollando trabajo en las dos
direcciones al salir el vástago y al retroceder
La fuerza del émbolo es mayor en el avance que en el retroceso ya que el
vástago ocupa una parte de la superficie del émbolo.
16.5 Cilindro con amortiguación interna de final de carrera
EstrechamientoTornillo reguladorTiene la función de que al mover
grandes masas tanto al principio
como al final realice un arranque y un
frenado suave.
Para regularlo se debe cerrar del todo
e ir abriendo paulatinamente hasta
alcanzar el valor deseado
Puede tener regulación en uno u otro
sentido 51

53. 16.6 Estructura de los cilindros
Camisa, pieza que suele
ser de acero sin costura de
soldadura, la parte interna
con un mecanizado fino
(bruñido) o cromado.
También puede ser de
aluminio
Culatas, suelen ser de
aluminio fundido, se
sujetan a la camisa con
barras, roscas o bridas
Casquillo de cojinete de
bronce sinterizado o de
material plástico
Vástago de Acero
Inoxidable
Ranura de
estanqueidadJuntas tóricas
Retén, puede ser:
•Perbunán -20 a 80ºC
•Vitón -20 a 150ºC
•Tefflón -80 a 200ºC
Anillo rascador
para impedir que
entre suciedad
Tornillo
regulador
52

54. Cilindro en tandem
Cilindro con unidad de bloqueo
Cilindro cremallera
Cilindro con vástagos paralelos
Cilindro plano
Cilindro giratorio
53
16.7 Cilindros de singulares

55. 54
16.8 Cilindro de cinta
Los cilindros de cinta trasmiten la fuerza mediante una cinta rotativa. Al salir de la
cámara del émbolo l a cinta pasa por una junta. En las culatas de los cilindros la
cinta cambia de dirección a través de unos rodillos guías. Los separadores de
suciedad evitarán que lleguen impurezas a través de las cintas a los rodillos guía.
16.9 Cilindro con acoplamiento magnético
Esta accionamiento lineal neumático de doble efecto está compuesto de una
camisa hermética en la que dentro está el un émbolo, en el exterior hay un carro
móvil montado sobre el cilindro. El émbolo y el carro exterior están provistos de
imanes permanente, de manera debido a las fuerzas magnéticas que se
desplazan de forma sincronizada.

56. Tipos de Juntas Tipos de Sujeción
55
16.10 Juntas de cilindros

57. 17 - PINZAS NEUMÁTICAS
Realizan operaciones de alimentación y descarga de las máquinas que operan
en un proceso.
Existen varios modelos de pinzas, en función de su forma de trabajo pueden ser:
•Pinzas con apertura angular de dedos.
•Pinzas con apertura paralela de los dedos.
•Pinzas autocentrantes.
•Pinzas con tres dedos dispuestos a 120º.
•Pinzas con apertura de dedos a 180º.
•Etc.
Pinzas con apertura angular
Un émbolo está unido por en vástago a un sistema de dos dedos con puntos
giratorios que, a su vez portan un sistema de rodadura que se desliza sobre
una pista, Cuando la presión aparece en la cámara superior del émbolo, los
dedos de las pinzas cierran hasta completar el recorrido. La apertura es posible,
evacuando la presión de la cámara superior e introduciéndola por la inferior.
56

58. 18.1-Cálculo de la fuerza
La fuerza desarrollada por un cilindro es función del diámetro del émbolo, de la
presión del aire de alimentación y de la resistencia producida por el rozamiento.
Hay que tener en cuenta, la eficiencia o rendimiento interno del cilindro en la
realización de los cálculos.
Para calcular la fuerza teórica de un émbolo
utilizamos la fórmula:
Fte = fuerza teórica del émbolo ( N)
A = Superficie útil del émbolo ( m2 )
P = Presión de trabajo ( Pa )
Fte = A* p
La fuerza del émbolo es importante para la práctica.
Para calcularla debe tenerse en cuenta la resistencia
por fricción. En circunstancias normales de
funcionamiento ( 4 a 8 bar ) las fuerzas por fricción
representan de un 3 a un 20 % de la fuerza
calculada.
18.2 Cálculo para cilindro de simple efecto
Fef = (A * p ) – ( FR + FM)
La fuerza del muelle es proporcional a la longitud
FM = K * x K = Constante de resorte ( N / mmm)
X = Elongación ( mm). 57
18 - FUERZA EJERCIDA

59. 18.3 Cálculo para cilindro de doble efecto
Cilindro en avance
Fet = (A * p ) - FR
Cilindro en retroceso
Fet = (Á * p ) - FR
Fet = Fuerza del émbolo efectiva ( N )
A = Superficie útil del émbolo ( m2 ) =
Á = Superficie útil anular del émbolo ( m2 )
( D2 – d2 )
4
*2
D
4

D = diámetro del cilindro ( m); d = diámetro del vástago (m)
P = presión de trabajo ( Pa)
FR = fuerza de fricción ( N)
Para elegir el tamaño del
cilindro, resulta siempre más
práctico utilizar un
diagrama, o utilizar
información del fabricante.
58

60. 18.4 Cálculo de la fuerza ejercida en los cilindros.
La fuerza realmente necesaria depende de la masa de la carga, del ángulo del
movimiento de elevación, del rozamiento, de la presión de trabajo y del área
efectiva del émbolo. La carga consiste en el peso de la masa, cuando esta se
mueve en sentido vertical ( figura “a” ). La fuerza R, representada por el
coeficiente de rozamiento que se multiplica por la masa ( figura “b” ) y la
aceleración necesaria ( figura “c” ). La influencia de todas estas fuerzas,
depende del ángulo del eje del cilindro en relación con la horizontal.
Una forma sencilla de encontrar el diámetro adecuado de cilindro, es saber cuál
es la masa máxima que éste puede mover bajo diferentes condiciones y utilizar la
siguiente tabla
Coeficientes de rozamiento
0,01 para rodadura y 0,2
para metal-metal.
Ángulo de desplazamiento
desde 90º a 0º
59

61. 19 - CAUDAL DE AIRE Y CONSUMO
Q=Sección del émbolo x Longitud x Presión absoluta.
Habría que tener en cuenta los espacios muertos de las cámaras.
En cilindros de doble efecto el consumo para un ciclo será el doble ( ida y vuelta
) ya que para niveles prácticos resulta despreciable el volumen del vástago en la
carrera de retroceso.
La siguiente tabla, nos da el consumo real de aire por ciclo en cilindros de doble
efecto ( Nl/100 mm de carrera)
Ejercicio 19.1:
En un cilindro de 63 mm de diámetro de carrera, trabajando a 6 bar. ¿ Cuál será
el consumo real de aire a 15 ciclos por minuto?.
60

62. 20 - VENTOSAS
Las ventosas, además de nunca dañar las cargas durante el proceso de
manipulación o de movimiento de las mismas, presentan innumerables ventajas
si se comparan a los sistemas de fijación por garras. Entre ellas se destacan la
mayor velocidad de operación, el aumento de la productividad; la facilidad y
rapidez en las reparaciones, reduce los tiempos de parada para el mantenimiento
y los bajos costos de adquisición de los componentes e instalación.
En el momento que hay vacío en el interior de la ventosa, la acción del vacío fija
la ventosa contra la superficie de la carga a ser movida,. De esa manera, para
que se pueda tener la menor área de succión posible, es necesario que sea
utilizado el mayor nivel de vacío disponible en el sistema.
El nivel ideal de vacío para trabajos seguros de fijación y transporte de cargas
está alrededor de 75% de vacío absoluto, o corresponde a una presión negativa
de -0,75 Kgf/cm2.
En la siguiente tabla verás que una
ventosa de 40 mm de diámetro, por
ejemplo, presenta una fuerza de
levantamiento de 4,709 Kgf si la carga
posee una superficie horizontal. En
contrapartida, si la carga fuera levantada
por medio de una superficie vertical, la
misma ventosa tiene una fuerza de
levantamiento de apenas 2,354 Kgf.
Ventosas Estándar
61

63. La tabla a seguir establece relaciones entre los diámetros de las ventosas y las
capacidades de levantamiento de cargas.
62

64. Generadores de Vacío Compactos ( Eyectores )
El elemento generador de vacío compacto se caracteriza por sus dimensiones
reducidas, permitiendo el montaje directamente sobre la ventosa.
Se emplean para retener piezas con superficies lisas y herméticas. Se utilizan
con toberas y cabezales de aspiración al vacío o con ventosas.
En la tobera de aspiración al vacío el aire comprimido que fluye de P hacia R
forma un vacío según el principio del eyector. En la conexión de vacío (U) se
conectan ventosas.
Por efecto Venturi se
forma un vacío entre la
ventosa y la pieza
Entrada de aire
comprimido a
presión P…
La presión atmosférica,
de la superficie externa de
la ventosa, mantiene a la
ventosa presa en la pieza
R
U
63

65. MOTORES NEUMÁTICOS
El motor neumático ofrece ciertas ventajas que lo hacen insustituible sobre
todo en usos donde las condiciones ambientales sean adversas ya que, dentro
de ciertas limitaciones, es insensible al calor, polvo, humedad, y vibraciones. En
ambientes explosivos donde el riesgo de chispa de los eléctricos los hace muy
peligrosos. Al ser autorrefrigerados, puede trabajar perfectamente en ambientes
donde la temperatura alcance los 120 grados aproximadamente.
El mayor inconveniente que presenta es el coste energético comparado con
los motores eléctricos. Al ser un elemento de funcionamiento neumático, las
velocidades de los pares de salida del eje pueden regularse empleando
reguladores de caudal y de presión en las tuberías de alimentación.
Algunas aplicaciones son : accionamiento de cabestrantes y cintas
transportadoras donde, además de variar fácilmente la velocidad, los
atascamientos no dañan el motor; accionamiento de bombas para metal fundido;
enrollamiento de mangueras de gasolina, etc.
Atendiendo a los tipos más normales pueden clasificarse en:
•Motores de émbolos
•Motores de paletas.
•Motores de engranajes.
•Motores de pistones
•Turbinas.
64

66. DE ÉMBOLOS DE PALETAS
DE PISTONES
DE ENGRANAJES
20 - MOTORES NEUMÁTICOS
65
CILINDRO BASCULANTE

67. 66
21 - ELEMENTOS DE MANDO
21.1 Válvulas

68. 67
Válvula selectora OR Válvula de simultaneidad AND
Válvula antirretorno Válvula estranguladora unidireccional

69. 68
22.2 Válvula de escape rápido
Esta válvula permite elevar la velocidad de los émbolos de cilindros. Con ella se
ahorran largos tiempos de retorno, especialmente si se trata de cilindros de
simple efecto. Son válvulas que permiten evacuar el aire de los cilindros sin que
éste tenga que llegar a los escapes de las distribuidoras con lo cual la
evacuación es más rápida.
22.3 Válvulas servopilotada
Las válvulas servopilotadas se emplean para
poder disminuir la fuerza de accionamiento,
constan de 2 válvulas:
•Válvula principal
•Válvula auxiliar o de servopilotaje de
diámetro inferior a la principal
Al accionar la leva de la válvula servopilotada,
pasa aire a presión al émbolo de mando de la
válvula principal y esta conmuta.
El escape lo hace a través del casquillo-guia

70. 69
22.5 Válvulas reguladoras de presión
22.4 Válvulas temporizadas
Las válvulas temporizadas están compuestas de una válvula neumática de 3/2
vías, una válvula de estrangulación y antirretorno y de un pequeño acumulador
de aire a presión. La válvula 3/2 vías puede tener posición normal de bloqueo o
de paso abierto .El tiempo de retardo conseguido oscila entre 0 y 30 segundos.
Pude ser:
A. Válvula temporizada cerrada al reposo
B. Válvula temporizada abierta en reposo. 100%
2
1
12
3
A

71. 70
22.6 Válvulas de corredera manuales

72. 71
22.7 Válvulas de corredera manuales

73. 72
22.8 Válvulas de disco plano giratorio 22.9 Válvula de asiento

74. 73
22 - EXPULSOR NEUMÁTICO
En la industria hace tiempo que el aire comprimido se utiliza para soplar y
expulsar las piezas elaboradas. Entonces se produce un gran consumo de
aire. En contraposición al método empleado hasta ahora, en el que se tomaba
aire continuamente de la red de aire comprimido, se puede trabajar
económicamente con un expulsor, puesto que se compone de un depósito y
una válvula de escape rápido incorporado. El volumen del depósito se adapta a
la cantidad de aire precisada

75. Bibliografía
Antonio Serrano San Nicolás. “ Neumática práctica”, Editorial Paraninfo. 2009
Manuales de Festo
Webgrafía
Programa
http://www.logiclab.hu/index.php
http://tecnotic.wordpress.com/2008/11/25/simuladores-neumaticos-fluidsim/
Punto de Rocio
http://www.astrosurf.com/astronosur/rocio.htm
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/termo1p/primerpisot.html
Apuntes neumática e hidráulica sencillos
http://es.scribd.com/doc/48761179/24044736-Tema-Circuitos-hidraulicos-y-neumaticos-elementos-compo
http://es.scribd.com/doc/24044736/Tema-Circuitos-hidraulicos-y-neumaticos-elementos-compo
http://www.sapiensman.com/neumatica/neumatica6.htm
http://www.sapiensman.com/neumatica/mapadelsitio.htm
http://www.elion.es/descargar/catalogos/catalogos-representadas/catalogos-pdf/wilkersonG.pdf
http://www.portaleso.com/portaleso/asignaturas.php?ope=Asig&asigid=2&sasigid=10
Generadores de vacio ventosas
http://wwwisis.ufg.edu.sv/wwwisis/documentos/EB/620.106-T255/620.106-T255-
Generadores%20de%20vacio%20y%20ventosas.pdf
Localizar fugas página 15
http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/2902/1/images/GUIAAIRECOMPRIMIDO01.pdf
Electricidad y automatismos
http://mecanicaelectric.blogspot.com.es/search/label/Neumatica
Componentes
http://www.ainse.net/neumatica.asp
http://www.gates.com.mx/seccion07.asp
http://e-ducativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio//4750/4917/html/2_actuadores_neumticos.html
74

76. Ejercicios.
1. Una presión de 4 Kg/cm2 a cuantos Pascales, bares y atmosferas técnicas equivale.
2. Si el volumen V1 =2 m3 a una presión absoluta de 85 KPa se comprime a temperatura constante a
un volumen V2 = 0,6 m3 . Calcular la presión P2.. Si el volumen V1 se comprime con la fuerza F
aún más hasta lograr V3 = 0,05 m3. ¿Qué presión se alcanza?.
3. El aire expuesto a presión atmosférica es comprimido a la cuarta parte de su volumen. ¿Cuál es
la presión si la temperatura se mantiene constante?.
4. Determinar la cantidad de agua que hay en 3 m3 de agua si a 20ºC tiene una hr. del 80%.
5. En el ejemplo anterior , se comprime el aire hasta la mitad, determinar cuanta agua se condensa.
6. Si 5 m3 de aire atmosférico a 20 ºC y 65 % de humedad relativa se comprime a 6 bares de
presión manométrica. Se modifica la temperatura hasta alcanzar los 25ºC. ¿ Qué cantidad de
agua se condensará?
7. Calcular el punto de rocío de un ambiente a 25ºC y 80% de humedad relativa a la presión
atmosférica.
8. Calcular el Caudal en una tubería de 2mm2 de sección. Si la presión de entrada = 6 bar y la
presión de salida de 5 bar.
9. En un cilindro de 63 mm de diámetro de carrera, trabajando a 6 bar. ¿ Cuál será el consumo real
de aire a 15 ciclos por minuto?.
10. Se pretende construir una instalación para un consumo de 30 m3/ min. La longitud de la red se
estima en 100 m. Se admiten pérdidas de presión en la red de hasta 0,2 bar la presión de
servicio será de 5 bar. Para montar la red se necesitan 6 racores acodados, 3 racores en Te, 2
válvulas de cierre y 4 reductores. Determinar la sección mínima.
11. Calcular la fuerza que puede ejercer un cilindro neumático, cuyo émbolo tiene un diámetro de
10cm y el vástago es de 10 mm cuando está alimentado por aire a una presión de 4 bar. Las
pérdidas por rozamiento son del 2%.
75