1. Universidad De Oriente
Núcleo Monagas
Departamento De Ingeniería De Sistemas
Cursos Especiales De Grado
Automatización y Control de Procesos Industriales
Actuadores Neumáticos
Seminario: Instrumentos de Control Industrial
Facilitador: Equipo PLC:
Ing. Edgar Goncalves Domínguez, José
C.I: 18.211.092
Villarroel, Enoris
C.I: 17.547.489
Maturín, Octubre 2014

2. INTRODUCCIÓN
El actuador más común es el actuador manual o humano. Es decir, una
persona mueve o actúa un dispositivo para promover su funcionamiento. Con el
tiempo, se hizo conveniente automatizar la actuación de dispositivos, por lo que
diferentes dispositivos hicieron su aparición. Comprender el funcionamiento de los
actuadores es fundamental para su correcta aplicación.
Por otro lado, la neumática se encarga del estudio de las propiedades y
aplicaciones de los gases comprimidos. El concepto moderno de neumática trata
sobre los conceptos y aplicaciones de la sobrepresión o depresión del aire. La
concepción y estudio de los sistemas neumáticos requiere el conocimiento de los
elementos neumáticos y su funcionamiento, así como la interconexión entre ellos.
Existen actuadores neumáticos, que convierten la energía del aire
comprimido en trabajo mecánico, en la presente investigación se detallará su
definición y clasificación para el logro de una mejor comprensión.

3. MARCO TEORICO
¿Qué es un actuador?
Un ACTUADOR es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es
proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que
provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión
hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o solenoide). Dependiendo del
origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”.
Actuadores Neumáticos:
Son receptores cuya función es la de transformar la energía neumática del
aire comprimido en trabajo mecánico.
Clasificación de los Actuadores Neumáticos
Los actuadores neumáticos se clasifican en dos grandes grupos:
 Lineales (Cilindros)
 Rotativos (Motores)
Los actuadores lineales generan una fuerza en línea recta, tal como haría
un pistón. Los actuadores rotatorios generan una fuerza rotatoria, como lo haría un
motor eléctrico.
Cilindros neumáticos:
Los cilindros se emplean cuando se desea un movimiento rectilíneo
alternativo. Pueden utilizarse para desplazar objetos, para mover brazos de
robots, etc. Los cilindros neumáticos son, por regla general, los elementos que
realizan el trabajo. Su función es la de transformar la energía neumática en trabajo
mecánico de movimiento rectilíneo, que consta de carrera de avance y carrera de
retroceso.
Generalmente, el cilindro neumático está constituido por un tubo circular
cerrado en los extremos mediante dos tapas, entre las cuales se desliza un
émbolo que separa dos cámaras. Al émbolo va unido a un vástago que saliendo a

4. través de una o ambas tapas, permite utilizar la fuerza desarrollada por el cilindro
en virtud de la presión del fluido al actuar sobre las superficies del émbolo.
Existen diferentes tipos de cilindros neumáticos. Según la forma en la que se
realiza el retroceso del vástago, los cilindros se dividen en dos grupos:
 Cilindros de simple efecto
 Cilindros de doble efecto
Cilindros de Simple Efecto
El cilindro de simple efecto solo puede realizar trabajo en un único sentido,
es decir, el desplazamiento del émbolo por la presión del aire comprimido tiene
lugar en un solo sentido, pues el retorno a su posición inicial se realiza por medio
de un muelle recuperador que lleva el cilindro incorporado o bien mediante la
acción de fuerzas exteriores. Se trata de un tubo cilíndrico cerrado dentro del cual
hay un émbolo unido a un vástago que se desplaza unido a él. Por un extremo hay
un orificio para entrar o salir el aire y en el otro está albergado un muelle que
facilita el retorno del vástago.
Este tipo de cilindro trabaja en un solo sentido, cuando el aire entra en él. El
retroceso y desalojo del aire se produce por la fuerza del muelle que está
albergado en el interior del cilindro. La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el
vástago corresponde con la fórmula.
Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo – Fuerza del muelle
Cilindros de doble Efecto
Al decir doble efecto se quiere significar que tanto el movimiento de salida
como el de entrada son debidos al aire comprimido, es decir, el aire comprimido
ejerce su acción en las dos cámaras del cilindro, de esta forma puede realizar
trabajo en los sentidos del movimiento. Se trata de un tubo cilíndrico cerrado con

5. un diseño muy parecido al cilindro de simple efecto, pero sin el muelle de retorno,
el retorno se hace por medio de otra entrada de aire.
Este tipo de cilindro trabaja en los dos sentidos, cuando el aire entra en él
produce fuerza y desaloja el aire que está en el otro compartimento. El retroceso y
desalojo del aire se produce cuando el aire entra por el otro orificio.
La fuerza de empuje que realiza hacia fuera el vástago corresponde con la
fórmula.
Fuerza = Presión del aire * Superficie del émbolo
La fuerza de empuje de retroceso que realiza hacia dentro el vástago
corresponde con la fórmula.
Fuerza = Presión del aire * (Superficie del émbolo – Superficie del vástago)
De manera que la fuerza que podemos obtener de retorno es menor que la
de empuje hacia fuera.
Los cilindros de doble efecto pueden ser:
 Sin amortiguación
 Con amortiguación
En la práctica el uso de uno u otro depende de la carga y velocidad de
desplazamiento. Por ejemplo, cuando la carga viene detenida por dos topes
externos y pueden aplicarse a los cilindros de amortiguación. Sin embargo,
cuando la carga no viene detenida por tales topes se debe recurrir a la utilización
de los cilindros con amortiguador.
Los cilindros de doble efecto presentan las siguientes ventajas sobre los
cilindros de simple efecto:
 Posibilidad de realizar trabajo en los dos sentidos

6.  No se pierde fuerza para dejar de comprimir al muelle
 No se aprovecha toda la longitud del cuerpo del cilindro como carrera útil.
Los fabricantes de cilindros adoptan varios criterios sobre las dimensiones
de los mismos, ya que, según las implicaciones geográficas o las licencias de
fabricación que poseen, adoptan unas u otras normativas.
Motores Neumáticos
Los motores neumáticos realizan la función de transformar la energía
neumática en energía mecánica de rotación. El proceso se desarrolla de forma
inversa a la de la compresión. Sus principales características pueden resumirse en
las siguientes:
 Son ligeros y compactos
 El arranque y para es muy rápido, pueden trabajar con velocidad y
par variables sin necesidad de un control complejo.
 Baja inercia
En neumática se emplean principales motores de paletas, también se
utilizan pero con menos frecuencia los motores de pistones.
Motores de paletas
Son muy simples y su utilización está muy extendida. Estos motores son de
construcción análoga a la de los compresores de paletas. El rotar está igualmente
montado excéntricamente en el cuerpo del motor.
El par de giro sobre la carga se desarrolla cuando el aire a presión actúa
sobre la sección libre de las paletas y las empuja haciendo girar el rotor. Cuando

7. la cámara, entre paletas, con el aire comprimido alcanza la abertura de salida, se
produce la correspondiente expansión a la atmósfera.
Los motores de paletas se construyen para potencias comprendidas entre
0,1 Y 20 CV. Es frecuente la utilización de estos motores acoplados con un
reductor, lo que permite multiplicar el par y que el motor pueda trabajar a
velocidades elevadas, con lo que se consigue un mejor control de la velocidad
frente a variaciones de las cargas. El número de revoluciones de marcha en vacío
se halla entre 1000 Y 50000 rpm. La regulación del número de revoluciones se
efectúa ajustando el caudal de alimentación.
Los motores de paletas, además de su utilización como elemento motriz
puro, se emplean también en herramientas neumáticas tales como taladradoras,
atornilladores y esmeriladoras.
Motores de pistones
Según sea la disposición de los pistones, pueden ser de tipo radia! o axial.
Su comportamiento es similar, caracterizándose los de pistones axiales por un par
elevado y rápido en el arranque.
Su empleo se limita principalmente a las máquinas de grandes potencias.
Trabajan a velocidades inferiores a las de los motores de paletas. Una
característica importante es el bajo nivel de vibración a cualquier velocidad, siendo
esto muy interesante a bajas velocidades en las que, además se obtiene el par
máximo.

8. DISCUSION
El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho más
extenso que el de los cilindros de simple efecto; incluso si no es necesario ejercer
una fuerza en los sentidos, el cilindro de doble efecto es preferible al cilindro de
simple efecto con muelle de retorno incorporado.
El cilindro de doble efecto se construye siempre en forma de cilindro de
émbolo y posee dos tomas para el aire comprimido situadas a ambos lados del
émbolo. Al aplicar el aire a presión en la cámara posterior y comunicar la cámara
anterior con la atmósfera a través de una válvula, el cilindro realiza la carrera de
avance.
La carrera de retroceso se efectúa introduciendo aire a presión en la
cámara anterior y comunicando la cámara posterior con la atmósfera, igualmente a
través de una válvula para la evacuación del aire contenido en esa cámara de
cilindro. Para una presión determinada en el circuito, el movimiento de retroceso
en un cilindro de doble efecto desarrolla menos fuerza que el movimiento de
avance, ya que la superficie del émbolo se va ahora reducida por la sección
transversal del vástago. Normalmente, en la práctica no requieren fuerzas iguales
en los dos movimientos opuestos.
Para poder realizar un determinado movimiento (avance o retroceso) en un
actuador de doble efecto, es preciso que entre las cámaras exista una diferencia
de presión. Por norma general, cuando una de las cámaras recibe aire a presión,
la otra está comunicada con la atmósfera, y viceversa. Este proceso de
conmutación de aire entre cámaras nos ha de preocupar poco, puesto que es
realizado automáticamente por la válvula de control asociada (disposiciones de 4 ó
5 vías con 2 ó 3 posiciones).
En definitiva, podemos afirmar que los actuadores lineales de doble efecto
son los componentes más habituales en el control neumático. Esto es debido a:
 Se tiene la posibilidad de realizar trabajo en ambos sentidos (carreras de
avance y retroceso).
 No se pierde fuerza en el accionamiento debido a la inexistencia de muelle
en oposición.
 Para una misma longitud de cilindro, la carrera en doble efecto es mayor
que en disposición de simple, al no existir volumen de alojamiento.

9. No debemos olvidar que estos actuadores consumen prácticamente el
doble que los de simple efecto, al necesitar inyección de aire comprimido para
producir tanto la carrera de avance como la de retroceso. También presentan un
pequeño desfase entre fuerzas y velocidades en las carreras.
El concepto de motor se emplea para designar a una máquina que
transforma energía en trabajo mecánico, en neumática sólo se habla de un motor
si es generado un movimiento de rotación, aunque también es frecuente llamar a
los cilindros motores lineales. Los motores neumáticos también son de gran
utilidad, aunque parten con desventaja frente a los motores eléctricos, tienen
ventajas como la posibilidad de trabajar en ambientes donde no pueda emplearse
la electricidad o cuando se desee aprovechar un circuito neumático ya instalado.

10. CONCLUSION
Los actuadores son elementos importantes en la neumática, representan
una estructura de un sistema neumático. El trabajo realizado por un actuador
neumático puede ser lineal o rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros
de émbolo. También encontramos actuadores neumáticos con movimientos
combinados e incluso con alguna transformación mecánica de movimiento que lo
hace parecer de un tipo especial.
Los cilindros neumáticos independientemente de su forma constructiva,
representan los actuadores más comunes que se utilizan en los circuitos
neumáticos. Actualmente los actuadores neumáticos se utilizan en diversos tipos
de industria debido a que no poseen un mecanismo complejo y además debido a
su gran utilidad para la realización de operaciones de expulsión, fijación,
transporte, etc., lo cual es de gran ayuda y los dota de una gran importancia
haciéndolos indispensables en algunos procesos.

11. BIBLIOGRAFIA
GUILLEN, Antonio. (1993). Disponible en:
http://books.google.co.ve/books?id=x_ANfBeC6z8C&pg=PA31&dq=actuadores+ne
umaticos&hl=es&sa=X&ei=nbpRVNvcEfi_sQTWz4HQBw&ved=0CBoQ6AEwAA#v
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Ingeniería en Soporte. Neumática. Página Wed. Disponible en:
http://www.guillesime.galeon.com/index_archivos/Page780.htm