Este documento proporciona definiciones y explicaciones sobre neumática y oleohidráulica. Resume los principios básicos como presión, fluidos y teoremas de Pascal. Explica aplicaciones comunes de la neumática como el control de puertas y limpieza a presión. También describe tipos de compresores como de pistón, rotativos y dinámicos, así como cilindros neumáticos de efecto simple y doble.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
Facultad de ingeniería Eléctrica, Electrónica, Mecánica e Informática
Escuela profesional de Ingeniería Mecánica
NEUMATICA Y
OLEHIDRAULICA
DOCENTE: Ing. GUZMAN ALARCON, Karlos Gorky
ALUMNO: MONTALVO AGUILAR, Jaime Rodolfo
CODIGO: 150249
AÑO:2019

2. INTRODUCCION
Ya desde la antigüedad, el hombre ha sabido aprovechar las capacidades energéticas de los
fluidos a presión. Algunos ejemplos de las primeras aplicaciones de dichos fluidos son el
fuelle de mano para avivar el fuego en fundiciones o airear minas de extracción de minerales,
instrumentos musicales de viento, colectores de aguas negras en Babilonia, etc.
Cuando se habla de neumática se esta refiriendo a la tecnología que utiliza el aire
comprimido como medio transmisor de energía.
La energía, generada en un emplazamiento lejano, es transmitida a través de una línea y
utilizada localmente por actuadores, motores y otros elementos de trabajo, para realizar una
determinada función ultima o facilitar el desempeño de una función a otro ingenio mecánico.
La neumática engloba el conjunto de técnicas para la transmisión de la energía, su control y
regulación tanto para el mando de fuerzas como el de movimientos, destinadas al gobierno de
dispositivos mediante aire comprimido.

3. NEUMATICA Y OLEHIDRAULICA
Definición de neumática
La neumática es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de
la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un fluido gaseoso
y, por lo tanto, al aplicarle una fuerza se comprime mantiene esta compresión y devuelve la
energía acumulada cuando se le permite expandirse según dicta la ley de los gases ideales.
Definición de oleohidraulica
Es una rama de la hidráulica. El prefijo “oleo” se refiere a fluidos derivados básicamente del
petróleo como, por ejemplo, el aceite mineral. En esencia, la oleohidraulica es la técnica
aplicada a la transmisión de potencia mediante fluidos incompresibles confinados.
figura 1 compresor de aire

4. PRINCIPIOS DE LA NEUMÁTICA E OLEHIDRAULICA
Para comenzar con el estudio de estas dos ramas de la ingeniería vamos a definir conceptos
afines para poder comprender su adecuado funcionamiento.
Presión
Se define como presión al cociente de una fuerza aplicada en un área, en sistema
internacional la presión se mide en Pascales.
𝑃 =
𝐹
𝐴
Presión atmosférica
Es la presión que ejerce el aire de nuestra atmosfera, se mide con un barómetro.
Presión absoluta
Presión total en un punto referenciada al vacío. Donde la presión del vacío es cero
Presión relativa
Es la diferencia de presiones entre la presión absoluta y la presión atmosférica, esta
presión es la usada en neumática y olehidraulica, midiendo esta con un manómetro. El
aire comprimido que se usa en la industria procede del exterior. Habitualmente se
comprime hasta alcanzar una presión de 6 bares con respecto a la atmosfera.
figura 2 sistema oleohidraulico de una grúa

5. Fluidos
Un fluido es un material en el que las fuerzas entre las partículas que los componen son de tal
magnitud que les permite fluir y ocupar total (gases) o parcialmente (los líquidos) el
recipiente que los contiene; es decir adoptan la forma de los recipientes que los contiene.
Aire
La neumática emplea normalmente aire comprimido como fluido de trabajo. El empleo
de aire presenta una serie de ventajas como:
o Muy abundante (disponible de manera ilimitada) y gratuita.
o Fácil de transportar y fácil de almacenar en depósitos.
o No contamina (puede liberarse directamente a la atmosfera, por lo que no se
precisa circuito de retorno).
o Es seguro, ya que no existe peligro de explosión ni incendio.
o Resistente a las variaciones de temperatura.
o Altas velocidades de trabajo.
o Fácil regulación de la velocidad y fuerzas.
El aire está compuesto básicamente:
o Nitrógeno 78%
o Oxigeno 21%
o Otros gases y a su vez contiene cantidades variables de dióxido de carbono, vapor
de agua y partículas en suspensión.
Ecuación general de los gases
figura 3 tipos de presiones

6. El comportamiento del aire se puede asemejarse en gran medida a la de un gas ideal. La
ley de los gases perfectos relaciona 3 magnitudes, presión, temperatura y volumen.
Líquidos. Teoremas de Pascal
El fluido normalmente que se utiliza en hidráulica es aceite mineral, por lo que los circuitos
que emplean dicho fluido de trabajo reciben el nombre de oleohidráulicos. La gran diferencia
entre trabajar con aire a trabajar con líquidos, es que los líquidos son prácticamente
incompresibles (no se pueden comprimir) y que poseen una mayor viscosidad (producen
perdidas de carga). La estructura de los fluidos hace que en ellos se transmitan presiones.
Este comportamiento fue descubierto por el físico francés Blaise Pascal, quien establecido el
siguiente principio.
“La presión ejercida en un punto de un flujo se transmite íntegramente a todos los puntos del
flujo”
figura 4 ecuación general de los gases ideales

7. APLICACIONES DE LA NEUMATICA
Las aplicaciones de esta tecnología son verdaderamente amplias; se utiliza en la industria
química, textil, transporte o la carpintería metálica, el aprovechamiento del aire comprimido
es visible hoy en muchos elementos cotidianos, como por ejemplo los sistemas de apertura y
cierre de transporte público, como trenes o autobuses, pero también las aspiradoras o sopletes
de pintura. Algunas de las aplicaciones mas relevantes de la neumática son:
1. El control de abertura de cierres de puertas
En vehículos de servicio públicos en conjuntos cerrados el principio de funcionamiento
consiste en accionar un cilindro el cual mediante la energía del aire a una presión
determinada mediante un movimiento lineal permite el desplazamiento de un resorte
mecánico el cual se estira cerrando la puerta y al recuperar su posición inicial al contraerse la
abre.
figura 5 prensa hidráulica

8. 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.
3. Limpieza a presión
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.
COMPRESORES
Un compresor es un maquina de fluido que está construida para aumentar la presión y
desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tales como gases y vapores.
figura 6 sistema accionamiento de cierre y abertura de una
puerta de autobús
figura 7 Fresa para extraer partes
de un diente

9. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la maquina y el fluido, en el cual el
trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por el convirtiéndose
en energía de flujo aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.
Al igual que las bombas los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las
bombas son maquinas hidráulicas estas son maquinas térmicas ya que su fluido de trabajo es
compresible sufre un cambio apreciable de densidad y generalmente de temperatura.
Tipos de compresores
Compresores de desplazamiento
Estos tipos de compresores incrementan la presión directamente, reduciendo el volumen del
gas. Sus características principales son las altas presiones y el bajo volumen que mueven.
figura 8 Compresor de aire
Compresores de
desplazamiento
Compresores
alternativos
De pistón
De diafragma
Compresores
rotativos
Multicelular
De tornillo
Roots
figura 9 diagrama de tipo de compresores de desplazamiento

10. Compresores alternativos
Compresor alternativo de pistón
Como su nombre indica, el compresor de pistón centra su funcionamiento en el movimiento
de uno o varios pistones.
Su principio de funcionamiento es sencillo. El eje desplaza a un émbolo con movimientos
alternativos. En la fase de aspiración, el aire llena la cavidad del pistón. En la fase de
compresión, al desplazarse el émbolo hacia arriba, reduce el volumen del gas y lo impulsa
hacia la línea de distribución.
Para alcanzar mayores presiones y aumentar el rendimiento, algunos compresores disponen
de varios pistones (compresores multietapas) dispuestos en serie. El aire que sale de una
etapa se vuelve a comprimir en la siguiente hasta alcanzar presiones cercanas a los 200 bares.
figura 10. compresor de pistón
figura 11. compresor de pistón de doble compresión

11. Compresores alternativos de diafragma
Su funcionamiento es similar a los de émbolo. Una membrana se interpone entre el aire y el
pistón, de forma que se aumenta su superficie útil y evita que el aceite de lubricación entre en
contacto con el aire estos compresores proporcionan aire limpio, por lo que son adecuados
para trabajar en industrias químicas o alimentarias. Normalmente no superan los 30 m3/h de
caudal. Se utilizan para presiones inferiores a los 7 bares.
Compresores rotativos
Compresor rotativo multicelular
Estos compresores están constituidos por un rotor excéntrico que gira dentro de un cárter
cilíndrico. Este rotor esta provisto de aletas que se adaptan a las paredes del cárter,
comprimiendo el aire que se introduce en la celda de máximo. Necesitan lubricación para las
piezas móviles, reducir el rozamiento de las paletas y mejorar la estanqueidad.
figura 12. compresor diafragma
figura 13. compresor rotativo multicelular

12. Compresor rotativo de tornillo
Son los otros compresores ampliamente utilizados en la industria, junto con los compresores
de émbolo. Funcionan mediante dos rotores helicoidales paralelos, que giran en un cárter en
sentidos contrarios e impulsan el aire en forma continua. El rotor macho conectado al motor
arrastra el rotor hembra como consecuencia del contacto de sus superficies, sin ningún
engranaje auxiliar. El volumen libre entre ellos disminuye comprimiendo el aire.
Es necesario lubricar las piezas móviles con aceite para evitar severos desgastes y refrigerar
los elementos. Este aceite se deberá separar del aire comprimido mediante un separador aire-
aceite.
Pueden dar caudales elevados, 24000 m3/h y presiones cercanas a los 10 bares. También
pueden colocar en serie varias etapas, llegando a presiones de 30 bares.
Compresor rotativo Roots
Estos compresores no modifican el volumen de aire aspirado, lo que impulsan. La
compresión se efectúa gracias a la introducción de mas volumen de aie del que puede salir.
Los caudales máximos están entorno a los 1500 m3/h y las presiones no suelen superar los 1 a
2 bares.
figura 14. compresor rotativo de tornillo
figura 15. compresor rotativo Roots

13. Su principio de funcionamiento se basa en aspirar aire e introducirlo en una cámara que
disminuye su volumen.
Está compuesto por dos rotores, cada uno de los alabes, con una forma de sección parecida a
la de un ocho. Los rotores están conectados por dos ruedas dentadas y giran a la misma
velocidad en sentido contrario, produciendo un efecto de bombeo y compresión del aire de
forma conjunta.
Compresores dinámicos
Un compresor es una maquina que eleva la presión de un gas, un vapor, o una mezcla de
gases y vapores son máquinas de flujo continuo en donde transforma la energía cinética
(velocidad) en trabajo (presión).
Compresor dinámico radial
Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrífuga y constan de un rotor
centrifugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo
a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrífuga que actúa sobre el aire lo comprime
contra la cámara de compresión.
figura 16. compresores dinámicos

14. Pueden ser de una o varias etapas de compresión consecutivas, alcanzándose presiones de 8 a
12 bares y caudales entre 10000 y 20000 m3/h. son maquinas de alta velocidad siendo esta un
factor fundamental en el funcionamiento ya que esta basado en principios dinámicos siendo
la velocidad de rotación del orden de las 15000 a 20000 r.p.m.
Compresor dinámico axial
Se caracterizan, por tener un flujo axial en forma paralela al eje. El gas pasa axialmente a lo
largo del compresor que a través de hileras alternadas de paletas estacionarias y rotativas
comunican cierta velocidad al gas que después se transforma en presión. Su aplicación se
destina a las operaciones que requieren de un caudal constante a presiones moderadas.
figura 17. compresor radial
figura 18. compresor axial

15. CILINDROS NEUMATICOS
Los cilindros neumáticos son dispositivos mecánicos que transforman la energía del aire
comprimido en energía cinética. La acción la realizan cuando un actuador neumático
transmite el movimiento mediante la acción de un pistón que se encuentra dentro de un
cilindro a presión. Los cilindros neumáticos están compuestos por tres partes: compartimento,
embolo y vástago, son fabricados en materiales como el acero inoxidable, acero al carbón y
otras aleaciones especiales. Algunos fabricantes incluyen el en cilindro compacto un imán
para facilita la detección y posición.
Cilindro neumático de efecto simple
Son cilindros utilizados para operaciones limitadas, pues realizan el trabajo en un solo sentido
y necesitan de un resorte para regresar el embolo interno. Su eficiencia es menor con respecto
a otros tipos de cilindros neumáticos.
figura 19. cilindro neumático
figura 20. cilindro neumático de efecto simple

16. Cilindros neumáticos de doble efecto
Este tipo de cilindros no necesita de un resorte interno, pues está diseñado para realizar el
trabajo en ambos sentidos. Los cilindros de doble efecto tienen mayores aplicaciones en la
industria además pueden hacer trabajos más precisos.
De los cilindros neumáticos de doble efecto pueden existir los siguientes tipos:
Cilindro neumático de impacto
Cilindro neumático de fuelle
Cilindro neumático multiposición
Cilindro neumático guiado
Cilindro neumático sin vástago
En la actualidad los cilindros neumáticos se fabrican en diversos materiales como el aluminio
y el acero inoxidable, mejorando así su desempeño. Algunas de estas ventajas son:
Diseños modernos y más resistentes a ambientes con altas temperaturas y
contaminantes.
Regulación de aire comprimido más eficiente.
No necesitan lubricación
Ubicación precisa del cilindro, algunos fabricantes colocan sensores magnéticos para
conocer la ubicación del cilindro neumático.
Simbología de los cilindros neumáticos
figura 21. cilindros neumáticos de doble efecto

17. VALVULAS NEUMATICAS
Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección,
así como la presión del aire. Según la norma DIN 24300 y recomendaciones CETOP (comité
Europeen des Transmisssions Oleohydrauliques et Pneumatiques), se subdividen en cinco
grupos.
Válvulas de vías o distribuidoras
Se denomina vía a cada uno de los orificios a través de los cuales puede circular el aire en su
proceso de trabajo o evacuación. En válvulas dotadas de pilotaje neumático, la conexión que
permite la entrada de aire para el control de la válvula no se considera vía, ya que se trata de
un sistema de accionamiento.
figura 22. tipos de cilindros neumáticos
figura 23. válvula de vías

18. Válvulas de

19. VALVULAS REGULADORAS DE CAUDAL
VALVULA ANTIRETORNO
VALVULA EXTRANGULADORA
COMPONENTES BASICOS DE UN SISTEMA NEUMATICO