Curso hidraulica-neumatica-viscosidad-teoremas-pascal-principios-presion-flujos-compresores-clasificacion-cilindros-tipos

1. HIDRAULICA Y
NEUMATICA

2. Evaluaciones
• 4 Certámenes escritos 18% c/u
• 1 Exposición de un trabajo práctico 18%
• N Quiz 10%
Fechas certámenes
6 abril
12 mayo
2 junio
6 julio

3. Definición de Hidráulica

4. • La palabra "Hidráulica" procede del vocablo griego
"hydor" que en castellano significa “agua”; trataba
todas las leyes en relación con el medio agua.
• Hoy, al término "hidráulica", se le atribuye el
significado de transmisión y control de fuerzas y
movimientos por medio de líquidos.
• Es decir, se utilizan líquidos para la transmisión de
energía. En la mayoría de los casos se trata de
aceite mineral pero también puede pueden ser
líquidos sintéticos, agua o una emulsión aceite
agua.

5. PROPIEDADES DE LOS
FLUIDOS

6. • DEFINICION DE FLUIDO
• Los fluidos son sustancias capaces de «fluir> y que se adaptan a
la forma de los recipientes que los contienen. Cuando están en
equilibrio, los fluidos no pueden soportar fuerzas tangenciales o
cortantes. Todos los fluidos son compresibles en cierto grado y
ofrecen poca resistencia a los cambios de forma.
• Los fluidos pueden dividirse en líquidos y gaseosos. Las
diferencias esenciales entre líquidos y gases son:
• (a) los líquidos son prácticamente incompresibles y los gases
son compresibles
• (b) los líquidos ocupan un volumen definido y tienen
superficies libres mientras que una masa dada de gas se
expansiona hasta ocupar todas las partes del recipiente que lo
contenga.

7. • PESO ESPECÍFICO.
• Es el peso de una sustancia por unidad de volumen. Se
acostumbra a designar el peso específico por la letra
griega γ (gama).
γ = W / V
W = Peso de la sustancia
V = Volumen
Se acostumbra a dar el peso específico en Kg/m³ ;
Gr/dm³
El peso específico de una sustancia cambia con la
temperatura. El mercurio, por ejemplo, posee un peso
específico de 13,376 Kg/m³ a -10°C y 12,745,5 a
70°C.

8. Densidad
• Es la masa de un cuerpo por unidad de volumen.
• La densidad es la masa por unidad de volumen. Se acostumbra a designarla
con la letra griega ρ (ro).
Densidad = Masa / Volumen
 ρ = m / V

9. • Densidad relativa, eso significa la relación entre la densidad de un
cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad.
• La densidad relativa del mercurio es 13,6, esto significa que el mercurio es 13,6
veces más pesado que el agua (comparando su peso o masa con el peso o masa
del agua).
• Ejemplos
t°C Relativo
Agua dulce 4 1
Agua de mar 4 1,02-1,03
Gasolina 15 0,70-0,75
Mercurio 0 13,6

10. • Viscosidad
• Se define como viscosidad, al rozamiento
interno en un fluido.
• A causa de la viscosidad, es necesaria una
fuerza para que una capa del líquido se deslice
sobre la otra, cuando hay una capa de líquido
entre ambas.
• La viscosidad de un líquido decrece con la
temperatura.
• Una definición clásica de viscosidad es la de
resistencia del fluido a fluir.

11. • Viscosidad Dinámica Absoluta
• Representa la viscosidad real de un líquido y se
obtiene mediante un sistema de depresión de
precisión, se mide el tiempo necesario para
llenar de abajo hacia arriba una cavidad unida a
un tubo capilar, pero situada por encima de él, de
forma que el fluido analizado pase primero por
el tubo (por aspiración), para entrar a
continuación en la cavidad.

12. • Viscosidad Cinemática Absoluta
• Se define como el tiempo que demora en pasar
el líquido de arriba abajo (por su propia masa).
• Esta viscosidad se obtiene por
derramamiento : después de haber llenado por
aspiración la cavidad (continuación del ensayo
de viscosidad dinámica), se mide el tiempo
necesario para el paso del fluido a través del
tubo capilar.

13. • Existen varios instrumentos para determinar
la viscosidad cinemática , entre ellos están
los usados por :
• SAYBOLT
• REDWOD
• ENGLER

14. • SAYBOLT

15. • Índice de Viscosidad
• Se define como un coeficiente que permite juzgar el
comportamiento de la viscosidad de un fluido, está en
función de la elevación o disminución de la temperatura
a que esta sometido el fluido.
• En el lenguaje común la denominación S.A.E. (Society
of Automovile Engines ), seguida de un número se
utiliza corrientemente para designar el índice de
viscosidad de un aceite . Cuanto mayor sea el índice de
viscosidad, tanto menor será la variación de la
viscosidad de éste con las variaciones de temperatura.

16. • Determinación del índice
• Para poder determinar el índice de viscosidad de los aceites se dijo lo sgte:
• - El coeficiente 0 a un aceite de naturaleza asfáltica (de viscosidad muy inestable bajo la
influencia de la temperatura) ;
• - El coeficiente 100 a un aceite de naturaleza parafínica (de viscosidad bastante estable
bajo la influencia de la temperatura) ;
• Se ha de destacar que estos dos fluidos "patrón" tienen una viscosidad idéntica a 98,8
°C .Por el contrario a 37,8 °C la viscosidad de estos aceites es completamente diferente,
como se puede observar en la figura.
• La determinación se realiza por comparación entre los productos de naturaleza parafina
y asfáltica, teniendo en cuenta la siguiente formula :
• I.V. : 100 x L - U / L - H
• L : viscosidad a 100 º F ( 37.8 º C ) aceite asfalto ;
• H : viscosidad a 100 º F ( 37.8 º C ) aceite parafino ;
• U : viscosidad a 100 º F ( 37.8 º C ) aceite analizado ;

17. • Ley de la continuidad
• Establece que el caudal es constante a lo largo de un
circuito. Supongamos una tubería de la forma de la figura
Q(punto 1) = q(caudal punto 2)

18. • Teorema de Bernoulli
• Dice que la energía total de un fluido permanece constante
en cualquier punto del circuito hidráulico.
• La energía total del aceite en un punto de la instalación es la
suma de tres energías:
• Eh = m *g* h
• donde,
• Eh = Energía potencial.
• m = Masa.
• g = Gravedad.
• h = Altura.
• No es tenida en cuenta en hidráulica, salvo en máquinas o
instalaciones de más de 10 m de altura (alguna prensa).

19. • Energía de presión (Ep)
• Es la energía que contiene un cuerpo cuando está
comprimido a una presión y que es capaz de entregar
cuando se libera:
• Ep = P (presión) * V (volumen)
• Energía cinética (Ec)
• Ec = 1/2 m (masa) * V2 (velocidad)
• En los circuitos hidráulicos la velocidad del aceite no
debe pasar de 7 m/seg.

20. PASCAL
•
Una característica de cualquier fluido en reposo es que la fuerza ejercida sobre
cualquier partícula del fluido es la misma en todas las direcciones. Si las fuerzas
fueran desiguales, la partícula se desplazaría en la dirección de la fuerza
resultante. De esto se deduce que la fuerza por unidad de superficie que el fluido
ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene es perpendicular a la pared
en cada punto sea cual sea su forma. Si la presión no fuese perpendicular el
fluido se movería a lo largo de la pared.
•
El principio de Pascal afirma que la presión aplicada sobre el fluido contenido
en un recipiente se transmite por igual en todas las direcciones y a todas partes
del recipiente, siempre que se puedan despreciar las diferencias del peso debidas
al peso del fluido.
•
Este principio tiene aplicaciones muy importantes en hidráulica, y fue
formulado por primera vez en una forma más amplia que la de Arquímedes por
Pascal en 1647.

21. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOBÁSICO DE UN CIRCUITO
HIDRÁULICO
Fase 1: En la fase 1 o ciclo de admisión la válvula antirretorno de
salida está cerrada por la presión debida a la carga y la válvula de
entrada se abre para permitir que el líquido (aceite hidráulico) del
tanque llene la cámara de bombeo

22. Fase 2: En la fase 2, el pistón dela bomba es empujado hacia abajo. La
válvula antirretorno de entrada está cerrada por la presión y la válvula de
salida se abre. Se bombea un poco de líquido hacia el pistón mayor para
elevarlo
Para hacer descender la carga se abre una tercera válvula de aguja, que abre un
pasaje debajo del pistón mayor hacia el tanque . La carga empuja entonces al
pistón hacia abajo y obliga al líquido a entrar en el tanque

23. Principios de neumática

24. • La densidad de los cuerpos cambia con la presión y la temperatura. Los gases
son más sensibles a los cambios de densidad que los sólidos y líquidos.
Al no existir un cambio de masa y si lo puede hacer el volumen ocupado por
dicha masa, acontecerá que al haber un aumento de volumen hay una
disminución de la densidad, al haber una disminución del volumen existirá un
aumento de la densidad. Este volumen puede cambiar con la presión y la
temperatura.

25. PRESIÓN COMO CONCEPTO
• Se entiende por presión a la fuerza aplicada por
unidad de área en la cual se aplica esa fuerza
(matemáticamente). También podemos decir que
la presión es la resistencia a comprimir por una
fuerza externa. Su fórmula es:
P = F
A

26. Presión en un sólido
• Si un cuerpo sólido de peso W se encuentra apoyado
sobre una superficie horizontal y A es su área de
contacto, la presión del cuerpo sobre la superficie A está
dada por:
P = W
A
La fuerza es considerada normal
(perpendicular) a la superficie de área A. De
esta forma si el sólido pesa 400 Kg y el área
de apoyo es de 100 cm2 se obtendrá que la
presión que el sólido ejerce sobre el área es
de:
P = 400
100
P = 4 Kg
cm2
A
EJEMPLO

27. Presión en un líquido
• La presión en un líquido es la debida al peso de este líquido encerrado en un
estanque.
• Apliquemos el concepto de presión en un sólido al siguiente ejemplo:
• Un estanque, como el de la figura, contiene un fluido de densidad conocido. ¿Cuál es
la presión que el líquido ejerce sobre el fondo del estanque?
A

28. • Para dar respuesta, considérese un cilindro de líquido de área A y alto h, se tendrá
entonces que:
• P = W (peso)
A (área)
• Donde, W = Volumen del cilindro * peso específico
• P = Volumen del cilindro * peso específico
Área
• Pero, peso específico = densidad * Fuerza de gravedad (9,8 m/seg2)
• P = Volumen del cilindro * densidad * Fuerza de gravedad
Área
• Y, por último, volumen del cilindro = Área * altura
• P = Área * altura * densidad * Fuerza de gravedad
Área
• La ecuación es finalmente:
• P = altura * densidad * Fuerza de gravedad
• P = h * ρ * g
• O bien:
• P = altura * peso específico
• P = h * γ
A

29. • De este resultado se desprende que la presión depende
de la altura del líquido medida hasta la superficie libre.
El ejemplo de la figura muestra dos manómetros a
diferentes alturas por ser la altura directamente
proporcional a la presión podemos afirmar que la
presión medida en el primero será mayor a la medida en
el segundo.

30. Presión en un gas
• "La presión que ejerce un gas sobre las paredes
de un recipiente que lo contiene se distribuye
sobre toda la superficie en forma igual" (ley de
Pascal).
GAS

31. Presión en un gas
• Las moléculas de los gases están chocando continuamente sobre
las paredes del recipiente, ejerciendo sobre ellas una fuerza por
unidad de área producto del movimiento cinético molecular.
• Si se calienta el gas, las moléculas de aire adquieren mayor
movimiento (más energía cinética de las moléculas) aumentando
así la presión. Más cantidad de moléculas y con mayor intensidad
chocan sobre la misma área.
GAS

32. Presión en un gas
• Si reducimos el volumen del recipiente y pensamos que
la temperatura no variará, la energía cinética de las
moléculas se mantendrá al igual que la fuerza con que
golpean sobre la superficie, pero el área al ser menos
provocará un aumento de la presión (según la fórmula).
P = F
A
GAS

33. PRESIÓN ATMOSFÉRICA O
BAROMÉTRICA

34. PRESIÓN ATMOSFÉRICA O BAROMÉTRICA
• Definición:
• La masa de aire que rodea a la tierra es atraída a ésta por la
fuerza de gravedad lo que hace que sobre todos los cuerpos y
superficies terrestre pese una columna de aire. El peso de esta
columna de aire que actúa en cierta área es llamada presión
atmosférica.
• Se ha determinado que la presión atmosférica es
igual al valor de una columna de mercurio de
760 mm (760 mm Hg), experimento realizado a
nivel del mar.

35. • El tubo con mercurio de la
FIGURA no se vacía gracias a la
presión que ejerce el peso del
aire sobre el recipiente de
mercurio. O sea, que la presión
que ejerce el aire es igual al peso
del mercurio que permanece en
el tubo.
• Por ser iguales y contrarias la
fuerza producida por el mercurio
y la presión atmosférica se
anulan produciendo el equilibrio
de fuerzas y el movimiento de
bajada de la columna de
mercurio cesa.

36. • Como la presión atmosférica depende
de la fuerza de gravedad podemos
decir que al ir subiendo sobre el nivel
del mar, esta presión disminuye hasta
anularse en la estratosfera, donde no
hay aire.

37. • En la siguiente tabla se indica la presión
atmosférica a diferentes alturas en kg/cm²
Altitud en
metros
Presión en
kg/cm²
Altitud en
metros
Presión en
kg/cm²
0 1,033 1000 0,915
100 1,021 2000 0,810
200 1,008 3000 0,715
300 0,996 4000 0,629
400 0,985 5000 0,552
500 0,973 6000 0,481
600 0,960 7000 0,419
700 0,948 8000 0,363
800 0,936 9000 0,313
900 0,925 10000 0,270

38. PRESIÓN MANOMÉTRICA
Y ABSOLUTA

39. • La presión manométrica es aquella que toma como cero la presión
atmosférica
• Los valores superiores a cero son considerados como presión y los
bajo a cero son llamados valores negativos o de vacío.
• Cuando se obtiene una lectura de cero es la presión atmosférica la
leída.
La presión absoluta, en cambio, no tiene valores negativos o de vacío. El cero es el
mismo que el cero de la presión atmosférica, o sea, el cero absoluto.

40. • Al observar la escala de la FIGURA podemos decir que:
• Presión absoluta = presión atmosférica + presión manométrica
• El signo negativo nos dirá si se trata de vacío (según la presión
manométrica.)
• O sea,
• Presión absoluta = 760 + 100 (mm Hg)
= 860 (mm Hg)

41. PRESIONES EN FLUIDOS EN
MOVIMIENTO

42. • Cuando los fluidos se encuentran en movimiento
surgen los conceptos de presión estática y
presión dinámica.
• En la FIGURA 1 no tenemos circulación de aire.
Los manómetros se equilibran gracias a la
presión atmosférica.

43. • Si tenemos un tubo de ventilación abiertos en ambos
extremos y hacemos circular aire a través de este, por
medio de un ventilador, obtendremos cierto
comportamiento de los dos tubos en U (manómetros)
conectados al flujo de aire.
• En la FIGURA 2 circula aire a baja velocidad lo que
provoca el desnivel de los manómetros, pero mientras A
indica vacío, B indica presión.

44. • Si aumentamos la velocidad del aire (ver
FIGURA 3) los desniveles aumentan más.
De esto podemos concluir que la presión varía entre un fluido enDe esto podemos concluir que la presión varía entre un fluido en reposo (caso 1)reposo (caso 1)
y uno en movimiento (caso 2 o 3) y que, además, esta variación dy uno en movimiento (caso 2 o 3) y que, además, esta variación depende de laepende de la
velocidad del fluido.velocidad del fluido.
La presión en A se llama presión estática y la medida en B es llamada
presión dinámica.

45. • La velocidad que adquiere el fluido dentro del tubo no es igual en cualquier
punto. Junto a las paredes del tubo la velocidad del fluido es prácticamente
0 (cero) en cambio en el centro del tubo es máximo.
• En la FIGURA 4 podemos observar la diferencia de velocidades,
producto de las turbulencias producidas en el flujo.
• Por lo dicho anteriormente podemos concluir que la presión estática y
dinámica, medidas en el centro es mayor a la presión estática y dinámicas
medidas más cerca del tubo.
ESTATICA DINAMICA

46. TIPOS DE FLUJOS

47. • Flujo es la forma de circulación que tienen los
fluidos.
• Puede ser:
• Flujo laminar.
• Flujo de transición.
• Flujo turbulento.

48. Flujo laminar
• Una circulación es laminar cuando el trayecto recorrido
por el fluido no se ve perturbado por ninguna
turbulencia importante. En una circulación de este tipo,
las partículas que constituyen el fluido circulan
paralelamente entre sí.

49. Flujo turbulento
• Una circulación es turbulenta cuando el
fluido tiende a separarse. En una
circulación de este tipo el fluido se agita.

50. Flujo de transición:
• Es una circulación intermedia
(entre laminar y turbulenta)

51. CAÍDA DE PRESIÓN

52. • Las pérdidas de presiones traen como consecuencias una
pérdida de energía lo que se traduce en un bajo rendimiento de
la red de aire comprimido.
• La mayor parte de los equipos y herramientas neumáticas están
construidos para obtener su máximo rendimiento a una presión
de trabajo comprendida entre 6 y 7 bar.
• La presión desarrollada por el compresor es normalmente de 7
bar, pero esta no es la presión que recibirán las herramientas y
equipos neumáticos en los lugares de aplicación o puntos de
consumo, ya que entre el compresor y los lugares de consumo
existen por lo menos un depósito de aire, unidades de
depuración, tuberías y sus curvas, filtros, etc. que impiden el
aprovechamiento total de la energía contenida en el aire a la
salida del compresor.

53. • Los fabricantes de elementos neumáticos deben procurar que la
pérdida de presión se mantenga dentro de un límite. Se
recomienda que la caída de presión total de una instalación (red
de aire comprimido) se establezca en un máximo de 0,6 bar Esto
significa si del compresor obtenemos una presión de 7 bar,
debemos sensar en los lugares de consumo una presión de 6,4
bar. Tabla de referencia
Refrigerador posterior de agua 0.09 bar
Refrigerador posterior de aire 0.09 bar
Secador Frigorífico 0.20 bar
Secador por absorción 0.30 bar
Separador cerámico 0.10 bar
Red de tuberías 0.14 bar
Filtros en general 0.14 bar

54. MANÓMETROS

55. • Es un instrumento que se utiliza para medir valores, ya
sea, de presión (+) o de vacío (-) teniendo en cuenta que
el cero de su escala coincide con la presión atmosférica.
Las unidades más utilizadas son el Kg./ cm2; lb /pulg2 o
PSI. Además existen otras unidades como pulgadas o
milímetro de columna de agua (H2O), es decir, la altura
de una columna de agua que da la misma presión o
fuerza por unidad de aire; pulgada o milímetro de
mercurio ("Hg o mm Hg); presión de vacío en pulgadas
o milímetros de vacío con respecto al dato de presión
atmosférica; el kilopondio por centímetro cuadadro
(Kg/cm2)

56. • Tipos de manómetros:
• Manómetros de tipo húmedo.
Manómetro de Bourdon.
Manómetro de diafragma

57. MANÓMETRO DE TIPO HÚMEDO
• Tubo en "U"
• Para efectuar la medición se constata que las dos columnas de
fluido se encuentren coincidiendo con el cero de la escala. En la
FIGURA 1 (caso b) podemos apreciar una diferencia de altura en
la escala provocada por la presión que desplaza el líquido. La
lectura obtenida será la altura de la columna expresada en
milímetros (mm) o en pulgadas (") dependiendo de la graduación
de la escala.
PUEDE CONTENER AGUA O
MERCURIO, EL MERCURIO SE
UTILIZA PARA MAYORES
PRESIONES.

58. • El manómetro de cubeta es muy similar al
de tubo en U, se usa generalmente con
mercurio, para presiones altas.

59. MANÓMETRO BOURDON

60. • El tubo de Bourdon de la FIGURA es uno de los primeros
manómetros mecánicos y el de mejor resultado. Puede medir
desde 0,35 Kg/cm2 hasta 700 Kg/cm2 con una precisión de hasta +
2,5 % de la desviación total. Son sensibles ante los golpes y a las
pulsaciones de presión. Una forma de impedir pulsaciones es a
través de válvulas de estrangulamiento.
• La presión se encarga de extender el muelle tubular.(rojo) el cual
transmite el movimiento por medios mecánicos a la aguja.

61. El tubo de Bourdon
• En la FIGURA podemos observar la forma que tiene el
tubo de actuar cuando recibe una presión. En caso que
esta señal sea de depresión el tubo se contrae entonces
el movimiento será contrario al indicado por la figura.
•

62. MANÓMETRO DE DIAFRAGMA
• Son adecuados para presiones bajas de
máx. 1 Kg/cm2. Además, son bastantes
sensibles.

63. TRATAMIENTO DEL AIRE
ASPIRADO

64. • El aire aspirado por un compresor, contiene una
cantidad de agua en función a la temperatura ambiente
y de la humedad relativa.
• También puede contener vapores químicos, que
pueden ser ácidos, que dañan al compresor y equipos
purificadores de aire (contaminantes).
• La calidad del aire se clasifica de acuerdo a normas.
Para deshumificar el aire podemos elegir diferentes
formas de secado. Conseguir la esterilización del
aire es muy difícil pero necesaria, por ejemplo, en
hospitales o en la industria alimenticia.

65. TRATAMIENTO DEL AIRE A LA SALIDA
DEL COMPRESOR
• Una de los principales problemas en instalaciones neumáticas es
el de obtener un aire de buena calidad. Se entiende como aire
de buena calidad a aquel, que aparte de estar libre de
impurezas, que este libre de vapores de agua o que no produzca
condensación de esta en las cañerías. Los medios para
disminuir la cantidad de agua presente en el aire a la salida del
compresor son:
• Refrigerador posterior.
Secador.
• La correcta disposición de los equipos de secaje mencionados es
importante para lograr la mayor eficiencia de ellos.

66. REFRIGERADOR POSTERIOR
• Son intercambiadores de calor que están
ubicados a la salida del compresor. No existe
ningún elemento entre ellos. Tienen como
función disminuir el contenido de humedad
en el aire comprimido. Puede condensar ente
el 50 y 80 % de toda la humedad que aspira
el compresor. Al bajar la temperatura del aire
comprimido se obtiene la condensación de los
vapores de agua presente en éste.

67. SECADORES
• Los secadores se pueden dividir en dos tipos:
• Frigorífico.
De adsorción.
• Se pueden ubicar antes o después del depósito.
• Tienen como función disminuir el porcentaje de vapor de agua
que contiene el aire comprimido, de manera que a través de un
proceso de enfriamiento logre alcanzar una determinada
temperatura límite (punto de rocío) en donde no se presenta
condensación alguna.
• No siempre se utiliza un secador en una instalación neumática. Se
utiliza en instalaciones en donde sea indispensable un aire
totalmente seco, como por ejemplo, en donde exista gran cantidad
de instrumentos, industrias químicas y petroquímicas.

68. Descripción de las unidades
preparadoras de aire.

69. COMPRESORES NEUMATICOS
• El compresor es el elemento que se encarga de
abastecer la demanda de aire existente en el
circuito neumático, a la presión deseada y al
caudal necesario para el buen funcionamiento
del elemento neumático. La entrega de aire se
debe ajustar a los requerimientos exigidos en ese
momento, con lo cual la entrega de aire
comprimido debe regularse, esto se realiza a
través de sistemas de regulación de capacidad.

70. REGULACIÓN DE LA CAPACIDAD
• Es necesario que cada compresor posea un sistema de
regulación de manera de ajustar el suministro de aire
producido por los compresores a los requerimientos
solicitados por los consumos. El tipo de control a
elegir va a depender de las características del compresor,
de la unidad de accionamiento y del sistema o red de
distribución. El control puede ser manual o automático.
• TIPOS DE REGULACIONES:
• Regulación en compresores alternativos.
Regulación en compresores dinámicos.

71. • Los compresores son máquinas que aspiran
aire ambiente (a presión atmosférica) y lo
comprimen hasta lograr una presión
superior.
• Existen dos tipos básicos de compresores:
• Compresores de desplazamiento positivo.
Compresores dinámicos.

72. • En la FIGURA se muestra un esquema en el cual se
aprecia los variados tipos de compresores existentes.

73. • Cada compresor posee un sistema de
refrigeración que permita un mayor
rendimiento, en algunos casos la refrigeración
es por etapas (refrigeración intermedia)
siempre y cuando el compresor sea de dos o
más etapas, lo que permite reducir aún más las
pérdidas de potencia y además incrementa la
densidad del aire.

74. • Otro factor a considerar en un compresor es
la lubricación, ya que una lubricación
adecuada permitirá un rendimiento mayor
de la máquina y también una mayor
fiabilidad y una disminución en los costos
de mantención.

75. • Cada compresor posee distintas
características que se tienen que tomar en
cuenta a la hora de elegir un compresor, en
la elección de un compresor se tomará en
cuenta la capacidad de aire que necesitará
el interesado y además una serie de otros
factores, ya sea técnicos y económicos.

76. COMPRESORES DE
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO

77. • En los compresores de desplazamiento
positivo, el aumento de presión se produce,
cuando el volumen ocupado por el aire (o un
gas) se reduce. Las máquinas de este tipo
pueden, por otra parte subdividirse en
alternativas y rotativas. Dependiendo de su
diseño aparecen otros tipos.

78. COMPRESORES ROTATIVOS
Paletas.
Anillo líquido.
Roots.
Tornillo.

79. COMPRESORES DE PALETAS
• Este tipo de compresor lleva un rotor
cilíndrico dentro de una carcasa cilíndrica
o estator. El rotor lleva un número de
paletas radiales metidas en unas ranuras
dispuestas para tal efecto. Cuando el rotor
gira accionado por el motor, las paletas se
desplazan contra las paredes del estator,
debido a la fuerza centrífuga. El volumen
del aire aspirado por el compresor va
entrando en la cámara comprendida entre
dos paletas consecutivas, zona de mayor
excentricidad al girar el rotor, el volumen
entre las paletas va disminuyendo y el aire
se comprime hasta llegar a la lumbrera de
descarga.
• Una de las principales desventajas de los
compresores de paletas, las impone la
fricción en la punta de las paletas, los
esfuerzos de flexión y los límites en la
longitud de ellas.

80. COMPRESOR DE ANILLO LÍQUIDO
• Estos tipos de compresores no son muy utilizados,
ya que generan presiones muy bajas, pero debido
a su hermeticidad son aplicados como bombas de
vacío. Además se caracterizan por trabajar libres
de aceite.
• En la FIGURA se muestra este tipo de compresor
con todos sus elementos que lo componen. Esta
compuesto por un rotor, en el que se montan una
serie de álabes fijos y una carcasa o cilindro, de tal
forma que la cámara entre álabes y cilindro, varía
cíclicamente por cada revolución del rotor. El
cilindro está parcialmente lleno de líquido.
Durante su funcionamiento, el líquido sale
proyectado contra el cilindro, merced a la acción
ejercida por los álabes. La fuerza centrífuga, hace
que el líquido forme un anillo sólido sobre el
cilindro, cuya pared interior varía en su distancia
desde el rotor, en la misma medida en que lo hace
la pared del cilindro. De esta manera, el volumen
entre álabes, varía cíclicamente, de forma similar a
como ocurre en un compresor de paletas.

81. COMPRESOR ROOTS
• Estos compresores tienen su aplicación
para bajas presiones.
• Esta formado por un estator dentro del cual
giran dos rotores de perfiles idénticos en
forma de 8 a velocidad angular constante,
en sentido inverso el uno del otro. La
rotación de los rotores esta sincronizada
por un juego de engranajes exteriores,
lubricados por baño de aceite.
• Cabe destacar, que los rotores no rozan
entre sí, ni con el estator. Estos
compresores transportan del lado de
aspiración al de compresión el volumen de
aire aspirado, sin comprimirlo en este
recorrido.
• Este tipo de compresores son exentos de
aceite, debido a que no existe fricción entre
los rotores.

82. COMPRESOR DE TORNILLO
• Este tipo de compresores puede
funcionar a velocidades elevadas,
ya que no existen válvulas de
aspiración/impulsión ni fuerzas
mecánicas que puedan generar
desequilibrios. El compresor de
tornillo consta de un rotor macho y
de un rotor hembra. El rotor macho
posee 4 lóbulos y gira a un 50 %
más rápido que el rotor hembra
que tiene seis acanaladuras.
• La compresión del aire ocurre
entre los lóbulos y las
acanaladuras. La entrada y salida
del aire, hace abrir y cerrar
automáticamente por los extremos
de los rotores al girar éstos.

83. Pistón (simple y doble efecto).
Diafragma.
COMPRESORES
ALTERNATIVOS

84. COMPRESOR DE PISTÓN
• Este tipo de compresores son uno de los más utilizados en la actualidad.
• Para lograr el ingreso y evacuación del aire en el momento adecuado se
utilizan válvulas de aspiración y válvulas de impulsión.
• La válvulas de aspiración, permiten el paso del aire atmosférico al
interior del cilindro ya que en el movimiento de descenso del pistón se crea
una depresión o vacío.

85. COMPRESORES DE DIAFRAGMA
• Son del tipo exentos de aceite
que utilizan una membrana
flexible o diafragma, en lugar de
pistón.
• El diafragma puede activarse
mecánica o hidráulicamente. En
la FIGURA se observa un
compresor de este tipo, en donde
el accionamiento es mecánico,
esto se realiza a través de una
excéntrica enchavetada al eje de
accionamiento del compresor y
por medio de una biela se
transmite movimiento alternativo
al diafragma.

86. COMPRESORES DINÁMICOS
•
LOS COMPRESORES DINÁMICOS
MÁS UTILIZADOS SON:
• Compresor centrífugo.
Compresor axial.

87. COMPRESOR CENTRÍFUGO
• En los compresores centrífugos el desplazamiento del fluido es
esencialmente radial. El compresor consta de uno o más impulsores y de un
número de difusores, en los que el fluido se desacelera. El fluido aspirado por
el centro de una rueda giratoria, ojo del impulsor, es impulsado por los alabes
de ésta y debido a la fuerza centrífuga, hacia los canales del difusor. Después
de que la energía cinética se ha convertido en presión, el fluido es conducido
hacia el centro del próximo impulsor y así sucesivamente.

88. IMPULSORES DE UN COMPRESOR CENTRÍFUGO
• Los impulsores se clasifican según la dirección de curvatura de sus álabes.
Las aletas o álabes están curvados hacia delante , en sentido radial o hacia
atrás

89. COMPRESOR CENTRÍFUGO
• En los compresores de eje múltiple con refrigeración intermedia,
las turbinas están en forma independiente, pero interconectadas
entre sí de acuerdo con el progreso de la compresión. Esta
disposición permite dimensionar la la etapa de acuerdo con su
función, además de permitir la refrigeración entre cada una y la
siguiente mejorando de esta manera su rendimiento.

90. Compresores de eje múltiple
• Las velocidades de funcionamiento de este tipo
de compresor, están comprendidas entre
20.000-100.000 r.p.m. , debido a las elevadas
velocidades con que se construyen los
compresores dinámicos de tamaño medio, se
utilizan cojinetes amortiguadores, en lugar de
los rodillos, que son los que incorporan los
compresores de desplazamiento.

91. COMPRESOR AXIAL
• Este tipo de compresor se caracteriza por entregar un caudal muy
grande (500.000 m³/h ), pero como contrapartida su presión máxima llega a
los 4 bar. Como su nombre lo indica, posee un flujo axial en la dirección del
eje. El gas pasa axialmente a lo largo del compresor, a través de hileras
alternadas de paletas, estacionarias y rotativas, que comunican cierta velocidad
al gas o energía, que después se transforma en presión. La capacidad mínima
en este tipo de compresores, viene a ser del orden de los 15 m³/s.
Los compresores axiales son más adecuados,
para aquellas plantas que precisen grandes y
constantes caudales de aire. Una aplicación
muy frecuente es el soplado de los altos
hornos. Normalmente se utilizan para
capacidades alrededor de los 65 m³/s, y para
presiones efectivas.

92. CILINDROS O ACTUADORES

93. ¿Que es un cilindro?
• El cilindro es el elemento productor del
trabajo. Se encarga de transformar la
energía estática del aire comprimido, en
trabajo mecánico, producido por su carrera
de avance y retroceso, mediante la
inducción de la sobre presión. El aire a
presión tiende a expandirse para
equilibrarse con la atmósfera.

94. ¿Qué deberíamos esperar de un buen cilindro?
1. - Que exista en el tamaño que se necesita.
2. - Que su rozamiento interno sea lo más bajo posible.
3. - Que su montaje o instalación sea simple y rápido.
4. - Que su vida útil sea lo más larga posible.
5. - Que exista una variedad importante de diseño para
poder adaptarlo a nuestra necesidad.
6. - Que pueda resistir los esfuerzo de tracción y compresión,
así como la temperatura, sin deformarse.

95. • Los cilindros se pueden clasificar en:
• Cilindros de Simple efecto.
• Cilindros de Doble efecto.
• Cilindros de Construcción especial.

96. CILINDROS DE SIMPLE EFECTO
• El cilindro de simple efecto sólo puede producir trabajo
en una sola dirección del movimiento.
• Normalmente la carrera de retorno se efectúa por
medio de un muelle helicoidal o una fuerza externa.
• Cuando se utilicen cilindros de simple efecto, debe
tenerse en cuenta la limitación de la fuerza disponible
del cilindro durante la carrera de retorno producida
por el muelle, ya que la misma disminuye a lo largo de
dicha carrera.
• Se clasifican en:
• Cilindro de émbolo.
Cilindro de membrana.

97. • Cilindro de émbolo.
• Son los más usados en la neumática.
• Entra el aire en la cámara del cilindro (P). El vástago del
cilindro sale. Al poner en escape el cilindro, los muelles y
empujan émbolo y al vástago del cilindro a su posición
inicial.

98. Cilindro de émbolo
• El tubo del cilindro se fabrica generalmente de tubo de
acero estirado (aluminio o latón de cobre) sin soldadura. A
las superficies interiores de deslizamiento se les da un
acabado de precisión o un rectificado (bruñido).
• También existen tubos no metálicos para aplicaciones
ligeras, con materiales tales como: nylon, policarbonato,
PVC rígido. Estos tienen bajo costo y se pueden usar en
ambientes corrosivos. Su problema es la temperatura. Con
temperatura elevada tendremos problemas de sellado.

99. • Los cilindros de simple efecto pueden aplicarse en diferentes
funciones

100. • Amortiguación del cilindro:
• Los cilindros son de acción rápida si ésta no se
limita por estrangulamiento.
• El pistón tenderá a acelerar durante la carrera
disipando toda su energía (pistón y carga) en la
tapa (extremo) al chocar con ésta. Para evitarlo, se
debe provocar el frenado hacia el final de la
carrera; lo que generalmente se denomina
amortiguación.

101. • Amortiguación Mecánica:
La amortiguación mecánica es muy sencilla. Esta consiste en
la colocación de un tope de algún material que sea capaz de
absorber la energía cinética, tanto del pistón, como también de
la carga que éste soporta. La FIGURA 3 muestra una forma
simplificada de lo hablado

102. • Amortiguación Neumática:
• Otra forma de amortiguar es a través de cámaras de amortiguación las
que pueden ir en una o ambas tapas del cilindro. Normalmente la longitud
de amortiguación es del orden de 2 ¢ 3 cm. Conviene limitar dicha longitud a
un mínimo práctico para no alargar demasiado el cilindro.
• Una limitante de este tipo de amortiguación es su casi ineficiencia a
velocidades superiores a los 4,5 o 5,5 m/seg. A memos que el tramo
amortiguado se alargase fuera de los límites prácticos.

103. • Un sistema básico de amortiguación es el expuesto en la FIGURA 4. En la
etapa 1 el aire sale del cilindro por el conducto R, todavía el cilindro no sufre la
amortiguación. En 2 comienza la amortiguación cuando el pistón, por medio
del diseño de su cabeza, obstruye el paso del aire que sale por R y este no tiene
otra alternativa más que salir por el orificio S, que es de mucho menor
diámetro, produciéndose así la amortiguación. De la inclinación "a"
depender la desaceleración inicial, ya que le aire, cuando comienza la
desaceleración, encuentra como restricción el paso "c" hasta que este sea más
pequeño que S. Cuando "c" es más pequeño que S el aire le ser más fácil por S
siguiendo con la desaceleración del pistón. Un ángulo recto provocar una
desaceleración inicial grande. La distancia "b" determina el tiempo de
desaceleración.

104. • Otro tipo de amortiguación es el que muestra la FIGURA 5 y se
basa en lo anteriormente explicado. A este tipo se le conoce
como neumática como amortiguación por válvula de corredera.
Al acercarse el émbolo al final de su carrera, la placa 2 asienta
contra la cámara y cierra la salida principal. El aire de escape
sale por los estrangulamientos (de color rojo). Algunos son
regulables.

105. CILINDROS DE MENBRANA

106. • Con este tipo de cilindros se puede obtener carreras cortas,
que van desde algunos milímetros hasta un máximo de 50 mm.
aprox. La carrera de retorno es realizada por un resorte llamado
antagonista o en casos en que la carrera del cilindro sea muy
corta es la misma membrana la encargada del retroceso del
vástago.

107. • También existen cilindros de membrana
arrollante con una estructura similar al a
anterior. Con este cilindro se pueden
conseguir mayores carreras a las normales
(50 a 80 mm.)

108. • Es importante tener presente que durante el
desarme se debe tener especial cuidado con
la membrana, ya que, cualquier corte o
fisura producen una rápida avería por las
altas cargas que debe soportar la membrana.

109. CILINDROS DE DOBLE
EFECTO

110. • Siempre lo encontramos en forma de cilindro de émbolo
y posee dos tomas para el aire comprimido situadas a
ambos lados del émbolo. El cilindro de doble efecto
puede producir trabajo en los dos sentidos del
movimiento.
• Un cilindro de doble efecto se puede apreciar en la
FIGURA
LA AMORTIGUACION
DE ESTE TIPO DE
CILINDROS ES LA
MISMA QUE LOS DE
SIMPLE EFECTO.

111. CILINDROS DE
CONSTRUCCIÓN ESPECIAL

112. • Cilindros sin vástago.
• La FIGURA muestra un cilindro de este tipo. Se trata de una camisa de material
antimagnético con un pistón que define dos cámaras herméticas. Este pistón
presenta cavidades anulares transversales que alojan imanes permanentes. Esta
situación se repite en un muñón exterior que abraza la camisa.
• Montados como indica la figura, realizan entre sí un acoplamiento magnético que
obliga al muñón exterior a seguir los movimientos del pistón interior.
• La fuerza de arrastre axial depende de la intensidad de los imanes y del área
expuesta.
• Es más confiable que el cilindro de cables.

113. • Cilindro de cable.
• El croquis de la FIGURA habla por si mismo de su
funcionamiento.
• El punto más débil de esta construcción es el sellado del cable.
Es siempre más fácil y más seguro sellar un vástago rígido y de
superficie regular. Debido a su diseño admite carreras largas.

114. • El cilindro de vástago pasante permite una mayor versatilidad
en el aprovechamiento del movimiento.
Como característica especial podemos decir que es el
único cilindro en donde la fuerza y velocidad de avance es
igual a la de retroceso

115. • CILINDROS DE
IMPACTO
• Estos cilindros poseen una
alta velocidad de avance.
Poseen una precámara en
donde se acumula aire hasta
alcanzar una cierta presión
que es mayor a la de la
cámara anterior (conectada
a presión atmosférica).
• La velocidad de avance se
consigue en un sólo sentido.
Se usan especialmente para
remachar, estampar, etc.

116. • CILINDROS DE ROTACION
• El propósito principal de estos cilindros es
entregar un movimiento circular. Son
también llamados cilindros de rotación
limitada. Cubren generalmente ángulos de
90° hasta aproximadamente 360° y presentan
en algunos casos posibilidades de
regulación.
• En la FIGURA se muestra un croquis
donde se aprecia el principio de
funcionamiento de un actuador de giro
limitado que aprovecha el movimiento lineal
producidos por los pistones asociados a una
cremallera que engrana con una rueda
dentada.
• Esta rueda dentada transforma en rotación
el movimiento lineal de los pistones.
• La amplitud del giro depende de la longitud
de las cremalleras.

117. • CILINDROS TANDEM
• Se ponen dos cilindros de doble efecto colocados en serie de tal modo que se
suman las fuerzas producidas por ambos.
• Los cilindros Tándem son empleados cuando se necesita obtener fuerzas
superiores a la que se podría obtener con un diámetro determinado, o sea, con
un mismo diámetro obtenemos fuerzas mayores.
• El vástago del cilindro posterior va conectado mecánicamente al vástago del
otro cilindro.

118. FIJACIONES

119. • Existe una gran variedad de montajes para los cilindros. Su
elección dependerá de la aplicación que tenga éste. A
continuación se muestran las diferentes formas de montajes

120. DETECTORES DE
POSICIÓN

121. • Actualmente la forma más usada para conocer la posición del cilindro es, a
través, de interruptores para detección sin contacto en donde el disparo de
señal es provocada por un campo magnético. El transmisor de señal eléctrico
consta de un contacto incorporado en el interior de un bloque de resina
sintética.
Al acercarse un campo magnético, este se cierra (imán permanente en el
émbolo del cilindro) emitiendo, por tanto, una señal eléctrica

122. DEPOSITOS O
ACUMULADORES

123. • Los depósitos son recipientes a presión destinados a almacenar
el aire comprimido suministrado por el compresor. Este suele
ubicarse lo más cerca del compresor para que el tubo de descarga
pueda ser corto y eliminar los efectos de pulsación.

124. Las funciones que desempeña el depósito son las siguientes:
•Amortiguar las pulsaciones del caudal de aire que provienen
del compresor.
•Satisfacer las demandas de caudal sin provocar caídas de
presión.
•Adoptar el caudal de salida del compresor al consumo de aire
en la red.
•Como intercamiador de calor.

125. Los accesorios que se incorporan al depósito son:
•La válvula de seguridad que permite la evacuación total del
caudal del compresor con sobrecarga que no excede del 10 %.
•Manómetro que indica la presión del depósito.
•Purga por evacuar la condensación producido en el depósito.
•Agujero de limpieza.