Este documento trata sobre la asignatura de Automatización Neumática y Oleohidráulica. La asignatura estudia el movimiento de fluidos a alta presión como el aire y el aceite, y las tecnologías de automatización utilizadas en la industria. La asignatura se divide en dos partes, neumática y oleohidráulica, y forma parte de los ejes de formación profesional en automatización.

1. AUTOMATIZACIÓN NEUMATICA Y
OLEOHIDRAULICA
 Es un asignatura técnica que permite al estudiante de
ingeniería dar las competencias profesionalizantes
para iniciarse en la automatización de maquinas y
sistemas mecatronicos.
 Está dividida en dos partes Neumática y
Oleohidraulica que estudian el movimiento que
producen los fluidos a alta presión específicamente
aire , aceite y las tecnologías que se encuentran
actualmente en la industria para automatización.

2. Contenido del curso
 Syllabus.
 Programa analítico detallado.
Ejes de Formación profesional de automatización:
 Automatización Neumática y Oleohidraulica. (sexto
semestre)
 Control Automático. (Octavo semestre)
 Automatización (noveno semestre)

3. Políticas de curso
 Formas de evaluación
Formas Descripción Subpuntaje Puntaje
Evaluación final
Escrita, taller,
programación
20
Participación en
clase
10
Instalación de
circuitos neumaticos
10
Instalación de
circuitos
electroneumaticos
10
Programación en
micro LOGO Soft
Comfort
10
Tarea de neumática 5
Tarea de
5
oleohidraulica
Experimentacion con
prensa oleohidraulica, 15
Investigación de
funcionamiento de
una envasadora
15
40
10
30
Gestión en el aula
Trabajo autónomo
Investigación
Total 100

4. Bibliografía
 Festo, Guías de Neumática y Oleohidraulica.
 Carpeta de Automatización Neumática y
oleohidraulica de 1.5 Gb.
 Principios de Oleohidráulica Jhon Deere.
 Manual de Software Fluidsim neumática 3.6
 Manual de Software Fluidsim hidráulica 3.0
 Manual de Software LOGO Soft Comfort 7

5. Lugar de clases
 Primera semana:
Aula programada por la UNACI.
 Siguientes semanas:
Laboratorio de Neumática.
Laboratorio de Automatización
Laboratorio de Computación.
Clases presenciales:
Asistencia mínima: 70%

6. Neumática Básica
6

7. Programa del Curso
1. Introducción y Teoría del aire.
7
2. Tratamiento del Aire Comprimido.
3. Simbología ISO 1219-1.
4. Funcionamiento Componentes Neumáticos.
5. Diseño de Circuitos Neumáticos.

9. 9
 Introducción.
 Composición del aire.
 Presión atmosférica.
 Aire comprimido industrial.
 Presión.
 Unidades de presión.
 Presión y fuerza.
 Ley general de los gases.
 Generación de aire comprimido.
 Agua en el aire comprimido.
 Caudal de aire comprimido.
 Caudal a través de válvulas.

10. Introducción
 ¿Que es Neumática ?
 La Ciencia que trata del aprovechamiento de las propiedades
que tiene el aire comprimido para su transformación en
energía mecánica.
 Propiedades del aire comprimido :
 Fluidez: no ofrecen ningún tipo de resistencia al
desplazamiento.
 Compresibilidad: un gas se puede comprimir en un recipiente
cerrado aumentando la presión.
 Elasticidad: la presión ejercida en un gas se transmite con
igual intensidad en todas las direcciones ocupando todo el
volumen que lo engloba.
10

11. Composición del aire
 El aire que respiramos
es elástico,
comprimible y fluido.
 Damos por hecho que
el aire llena todo el
espacio que lo
contiene.
 El aire se compone
básicamente de
nitrógeno y de oxígeno.
11
Composición por Volumen
Nitrogeno 78.09% N2
Oxígeno 20.95% O2
Argón 0.93% Ar
Otros 0.03%

12. Presión Atmosférica
 La presión atmosférica es
causada por el peso del
aire sobre nosotros.
 Esta es menor cuando
subimos una montaña y
mayor al descender a una
mina.
 La presión varía con las
condiciones atmosféricas.
12

13. Atmósfera Standard
 Una atmósfera standard se define por la
Organización Internacional de Aviación Civil. La
presión y temperatura al nivel del mar es 101325
Pascal absoluta y 288 K (15OC).
13
1013.25 m bar

14. Atmósfera y vacio
 La potencia de la
presión atmosférica es
evidente en la industria
de manipulación
donde se utilizan
ventosas y equipos de
vacio.
 El vacio se consigue
evacuando todo el aire
de un sitio
determinado.
14

15. Aire comprimido industrial
 Las presiones se dan en bar
(relativos a la presión
atmosférica).
 El zero del manómetro es la
presión atmosférica.
 Para cálculos se utiliza la
presión absoluta:
Pa = Pg + Patmósfera.
 Se asume para cálculos rápidos
que 1 atmósfera equivale a
1.000 mbar.
 En realidad 1 atmósfera
equivale a 1.013 mbar.
15
Rango
Industrial
ampliado
Rango
industrial
típico
Rango
bajo
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Presión absolutabar
Presión manométrica bar
Atmósfera
Vacio total

16. Presión
 1 bar = 100.000 N/m2
(Newtons por metro
cuadrado).
 1 bar = 10 N/cm2
16
 1.000 mbar = 1 bar
 El sistema de medidas
anglosajón utiliza los
pies por pulgada
cuadrada (psi)
1 psi = 68.95mbar
14.7 psi = 1bar

17. Unidades de presión
 Existen diversas unidades de medida de presión. Se
muestran algunas de ellas y sus equivalencias:
 1 bar = 101.300 N/m2
 1 bar = 101 kPa
 1 bar = 14.70 psi
 1 bar = 10.197 kgf/m2
 1 mm Hg = 1,334 mbar approx.
 1 mm H2O = 0,0979 mbar approx.
 1 Torr = 1mmHg abs (para vacio)
17

19. Presión y fuerza
 El aire comprimido ejerce una
fuerza de igual valor en todas las
direcciones de la superficie del
recipiente que lo contiene.
 El líquido en un recipiente será
presurizado y transmitido con
igual fuerza.
 Por cada bar de manómetro, se
ejercen 10 Newtons
uniformemente sobre cada
centímetro cuadrado.
19

20. Presión y fuerza
 La fuerza que se desarrolla
sobre un pistón debida a la
presión del aire comprimido es
el área efectiva multiplicada
por la presión:
20
Fuerza =
D2
4
p P
D mm
P bar

21. Presión y fuerza
 Si ambas conexiones de un
cilindro de doble efecto se
conectan a la misma presión el
cilindro se moverá debido el
diferencial de presión que hay
en ambas cámaras.
 Si el cilindro es de doble
vástago el cilindro no se
moverá.
21

23. Las leyes de los gases
 Para cualquier masa de aire dada las propiedades variables son
presión, volumen y temperatura.
 Asumiendo que una de estas variables se mantiene constante se
darán los siguientes casos:
 Temperatura Constante
 Presión Constante
 Volumen Constante
23
P.V = C (una constante)
V
T
= C (una constante)
= C (una constante)
P
T

24. La Ley general de los Gases
24
= = C
P1 .V1
T1
P2 .V2
T2
Nota : por lo general trabajaremos a temperatura constante.

26. Central Generación Aire
Comprimido
26
Presión manómetro
Compresor y refrigerador
Válvula seguridad
Depósito acumulador
Válvula de purga
Purga condesados
Tubería
distribución
SWP
10bar Válvula de corte
M

28. Agua en el aire comprimido
 Cuando se comprimen
grandes cantidades de aire se
produce una cantidad
considerable de condensados.
 El vapor de agua natural que
contiene el aire atmosférico
licua como en una esponja.
 El aire en el interior del
recipiente continuará saturado
(100% HR).
28
purga
aire
totalmente
saturado
Condensado

29. Agua en el aire comprimido
 La cantidad de vapor de agua que contiene una muestra de aire
atmosférico se mide por la humedad relativa en % HR. Este
porcentage es la proporción de la cantidad máxima de agua que
puede contener el aire a una temperatura determinada.
29
40
20
-20
-40
0 10 20 30 40 50
0
60 70 80
Gramos vapor agua / metro cúbico aire g/m3
Temperatura Celsius
25% RH 50% RH 100% RH
A 20o Celsius
100% HR = 17.4 g/m3
50% HR = 8.7 g/m3
25% HR = 4.35 g/m3

30. Agua en el aire comprimido
 La ilustración muestra cuatro cubos donde cada uno representa 1
metro cúbico de aire atmosférico 20º C. Cada uno de estos
volumenes tiene una humedad relativa del 50% HR. Esto quiere decir
que contiene 8.7 gramos de vapor de agua, la mitad del máximo
posible que es 17.4 gramos.
30

31. Agua en el aire comprimido
 Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en
uno solo luego habrá 4 veces 8.7 gramos, pero tan solo dos de estas
partes se pueden mantener como vapor en un metro cúbico de
volumen. Las otras dos partes condensaran en gotas de agua.
31

32. Agua en el aire comprimido
 Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en
uno solo luego habrá 4 veces 8.7 gramos, pero tan solo dos de estas
partes se pueden mantener como vapor en un metro cúbico de
volumen. Las otras dos partes condensaran en gotas de agua.
32

33. Agua en el aire comprimido
 Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en
uno solo luego habrá 4 veces 8.7 gramos, pero tan solo dos de estas
partes se pueden mantener como vapor en un metro cúbico de
volumen. Las otras dos partes condensaran en gotas de agua.
33

34. Agua en el aire comprimido
 Cuando el compresor comprime estos cuatro metros cúbicos en
uno solo luego habrá 4 veces 8.7 gramos, pero tan solo dos de estas
partes se pueden mantener como vapor en un metro cúbico de
volumen. Las otras dos partes condensaran en gotas de agua.
34

35. Agua en el aire comprimido
 4 metros cúbicos a presión atmosférica
contenidos en 1 metro cúbico producen
una presión de 3 bares de manómetro.
 17.4 gramos de agua se mantienen como
vapor produciendo el 100% HR y los
otros 17.4 gramos condensan en agua
líquida.
 Esto es un proceso continuo, de manera
que cuando el manómetro marca 1 bar,
cada vez que se comprime un metro
cúbico de aire y se añade al metro
cúbico contenido, otros 8.7 gramos se
comprimen.
35

37. Unidades de caudal
 El caudal se mmide como
volumen de aire libre por
unidades de tiempo.
 Las unidades usuales :
 Litros normales o decímetros
cúbicos por segundo lN/s o
dm3/s
 Metros cúbicos por minuto
m3N/min
 Pies cúbicos normales por
minuto scfm
 1 m 3/m = 35.31 scfm
 1 dm 3/s = 2.1 scfm
 1 scfm = 0.472 l/s
 1 scfm = 0.0283 m3/min
37
1 metro cúbico
o 1000 dm3

38. Caudal aire Libre
 El espacio entre las barras
representa el volumen real que
ocup un litro de aire libre a su
respectiv presión.
 El caudal es el resultado de la
presión diferencial, a un bar
absoluto (0 de manómetro)
solo habría caudal en vacio.
 Si la velocidad fuese la misma
en cada caso el caudal seria el
dobl que en el caso anterior.
38
Volumen real de 1 litro
de aire libre a presión
0
1/8
1/16
1/4
1/2
1 litro
1bar a
2bar a
4bar a
8bar a
16bar a

39. Caudal sónico
 La velocidad límite a la cual puede
circular el aire es la velocidad del
sonido
 Para alcanzar el caudal sónico, se ha
de tener una P1, aprox. 2 veces P2 o
mas.
 Cuando se vacia un recipiente de
aire a alta presión a la atmósfera el
caudal se mantendrá constante
hasta que P1 sea menor que 2 P2.
 Cuando se carga un recipiente el
caudal se mantiene constante hasta
que P2 es 1/2 P1.
39
P1 bar
absoluta
P1 está 9 bar
un recipiente a
la atmósfera
time
2P2
9
8
6
5
4
3
2
0
0 5 10 20
1
15
7
atm
9
8
6
5
4
3
2
0
1/2P1
0 5 10 20
1
15
7
P2 bar
absoluta
P1 está 9 bar
alimentación a
un recipiente
atm

40. Caudal a través de válvulas
 La característica de caudal de una válvula se suele indicar por algun
tipo de factor de caudal, como “C” , “b”, “Cv”, “Kv” y otros.
 El procedimiento mas preciso para determinar esta característica
de una válvula es a través de su valor “C” (conductancia) y “b”
(relación crítica de presiones). Estas características se determinan
provando el componente según CETOP RP50P recommendations.
 Para un rango de presiones
de alimentación P determinado,
P2 se contrasta con el caudal
hasta alcanzar su máximo.
 El resultado es un conjunto de curvas
mostrando la característica de caudal
de la válvula.
40
P1 P2

41. Caudal a través de válvulas
 A partir de estas curvas se puede determinar la relación crítica de
presiones “b”. La “b” representa la relación de P2 sobre P1, en la cual
la velocidad es sónica. Así la conductancia “C” en este punto
representa el caudal “dm³/ segundo / bar absoluto”.
41
Relación crítica de presiones b = 0.15
0 1 2 3 4 5 6 7
Presión P2 (bar) aguas a bajo
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Conductancia
C= 0.062 dm/s/bar a
Tan solo para la parte
horizontal de la curva
Caudal
dm3/s
aire
libre
P1 es el punto de
caudal zero para
cada curva

42. Caudal a través de válvulas
 Si no se dispone del conjunto de curvas pero se conocen la
conductancia y la relación crítica de presiones, el valor del caudal
para cualquier caida de presión se puede calcular mediante la
siguiente fórmula:
42
Q = C P1 1 -
P2
P1
- b
1 - b
2
Donde :
P1 = aguas arriba bar
P2 = aguas a bajo bar
C = conductancia dm3/s/bar
b = relación crítica de presiones
Q = caudal dm3/s

43. Caudal a través de válvulas
 El Coeficiente de caudal Cv es un factor calculado a partir
del caudal de agua que circula a través de un componente
neumático con una pérdida de presión de 1 p.s.i.
 
2
1 ,
Q : caudal en l N / min
AP : caída de presión en bar
P1 : presión de entrada en bar
P2 : presión de salida en bar
T : temperatura abs. (273º + C).
43
Cv
Q
P P Pa
T
114 5
 ( )

44. Caudal a través de válvulas
 El Coeficiente de caudal Kv es un factor calculado a partir
del caudal de agua que circula a través de un componente
neumático con una pérdida de presión de 1 bar.
Vn : caudal en l N / min
AP : caída de presión en bar
Gn : Gravedad específica (1 para el aire)
P2 : presión de salida en bar
T 1 : temperatura abs. (273º + C)
44
Kv Vn GnT
1
 504
P 2
P

45. 45
CIRCUITO NEUMATICO
Elementos de potencia
Elementos de control
Tratamiento del aire
Racordaje

46. Referencias bibliográficas.
Teoría de aire comprimido
Diseño de redes de aire comprimido
manual de compresores
Neumática, oleohidraulica y electricidad aplicada