1. MECÁNICA Y NEUMÁTICA

MECÁNICA

La mecánica se puede definir como la ciencia que describe y predice las condiciones de reposo o movimiento de los cuerpos bajo la acción de fuerzas. Se divide en tres partes:

• La mecánica de cuerpos rígidos.
• La mecánica de cuerpos deformables.
• La mecánica de fluidos.

La mecánica de cuerpos rígidos se subdivide en estática y dinámica; la primera estudia los cuerpos en reposo y la segunda los cuerpos en movimiento. 

En esta parte del estudio de la mecánica se supone que los cuerpos son perfectamente rígidos. Sin embargo, las estructuras y las maquinas reales nunca lo son y se deforman bajo las cargas a las que están sometidas. 

Estas deformaciones casi siempre son pequeñas y no afectan de manera apreciable las condiciones de equilibrio o de movimiento de la estructura en consideración. Pero son importantes cuando se tiene en cuenta la resistencia de la estructura a las fallas y se estudian en la mecánica de materiales, que es una parte de la mecánica de cuerpos deformables. 

La tercera parte de la mecánica, la de fluidos, se subdivide en el estudio de los fluidos incompresibles y el de los fluidos compresibles. La hidráulica es una subdivisión importante en el estudio de los fluidos incompresibles y trata problemas relativos a los líquidos.

NEUMÁTICA

Es la rama de la mecánica que estudia el equilibrio y movimiento de flujos gaseosos, además 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 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.

Hablar de neumática es referirnos a la tecnología que utiliza el aire comprimido para transmitir la energía necesaria para activar mecanismos. 

El aire es un elemento elástico y por tanto, al aplicarle una fuerza, se comprime, mantiene esta compresión y devolverá la energía acumulada cuando se le permita expandirse. 

La neumática ha supuesto una gran aportación a los procesos industriales, si bien es cierto que se trata de una de las formas de energía más antiguas. Fue en el siglo XVII cuando el conocimiento y las aplicaciones del uso del aire comprimido tomaron consistencia científica, y desde ese momento la neumática ha seguido evolucionando.

Con este sistema se incrementa la presión del aire y es a través de la energía acumulada sobre los elementos del circuito neumático como se activan los mecanismos. 

Cada circuito neumático está formado por elementos cuya función es la de crear, distribuir y controlar aire comprimido para efectuar un trabajo útil por medio de los cilindros.

NEUMÁTICA INDUSTRIAL. 

APLICACIONES

 

Por sus características, la neumática industrial tiene múltiples aplicaciones, desde la carpintería metálica hasta la industria química, pasando por la industria mecánica o metalúrgica, la industria textil, el transporte o las centrales nucleares. Esta tecnología es muy útil para, por ejemplo, levantar o mover grandes pesos.

Hoy, el aprovechamiento del aire comprimido para realizar trabajos es una técnica que ha contribuido a mejorar y optimizar los procesos industriales, y sus aplicaciones están muy presentes en nuestro día a día. Un ejemplo, es el control de apertura y cierre de puertas en vehículos como autobuses o trenes. Aquí, a través de la compresión del aire, se acciona un cilindro que, mediante la energía del aire a una presión determinada mediante un movimiento lineal, permite el desplazamiento de un resorte mecánico que se estira cerrando la puerta, y se abre al recuperar su posición inicial.

También los sopletes y las aspiradoras utilizan la presión del aire para expulsar o contraer el aire con fuerza, y la neumática industrial permite elevar y bajar cargas en los montacargas. Aquí, el funcionamiento se activa a través de un cilindro de doble efecto, permitiendo el movimiento en dos direcciones y manteniendo la carga elevada durante un tiempo determinado mediante un enclavamiento.

NEUMÁTICA INDUSTRIAL 

VENTAJAS

 

Hoy la neumática industrial es una herramienta básica en el control y la automatización de la industria. Se trata de una energía limpia, algo importante para industrias como la química o la alimentaria, y es ilimitada, porque se puede obtener fácilmente y en abundancia aire de la atmósfera. Pero además, la neumática industrial tiene otras ventajas frente a otros procesos.

Su seguridad es otro aspecto a considerar. Sus características la hacen utilizable en todos los lugares sin especiales medidas de seguridad, pero además es antideflagrante, no hay riesgo de chispas, por lo que no conlleva ningún peligro de explosión o incendio. 

Otras de sus ventajas son su gran resistencia a los cambios en la temperatura y que permiten una velocidad de trabajo alta. Sus fuerzas son regulables de una manera continua, por lo que estamos ante una tecnología muy útil para esfuerzos que requieren precisión y velocidad y que requieren hacer cambios de sentido de forma instantánea.

Debemos considerar, de igual forma, que la tecnología neumática resiste bien las sobrecargas porque cuando éstas se dan el elemento de trabajo se detiene sin provocar daños. Además, su almacenamiento y transporte es sencillo y sin tuberías de retorno. Tampoco es necesaria una central para generar presión, porque el aire se encuentra disponible en diferentes puntos de la planta de producción.

NEUMÁTICA INDUSTRIAL 

COMPONENTES

 

Sus componentes son accesibles y están a nuestro alcance en las tiendas de ferretería industrial. En cualquier circuito neumático los compresores son los encargados de elevar la presión del aire al valor del trabajo deseado, que llega hasta un depósito, y es desde este depósito desde donde posteriormente se distribuirá por las tuberías que recorren el circuito con la presión y temperatura que definamos previamente.

Posteriormente, al llegar la presión del aire a los cilindros neumáticos, se produce el movimiento de un vástago (una barra), que será lo que accione los elementos que deseemos mover. Por su parte, las válvulas son los elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro, la dirección, la presión y el caudal del fluido. Su funcionamiento es similar a los interruptores eléctricos, pero en este caso son de aire.

La potencia de entrada en los sistemas neumáticos es mecánica rotativa y está definida por el producto de un par y una velocidad angular. 

Las entradas mecánicas pueden ser mediante motor eléctrico, mediante motor de combustión interna o por medio de turbinas. Aquí, los sistemas de transmisión de energía (STE) realizan el trabajo de forma más rápida, precisa y durante más tiempo que el ser humano, evitando los periodos de fatiga propios del trabajo manual. Cuando el sistema de transmisión de energía está automatizado, también realiza las funciones de mando y regulación sin la intervención del ser humano.

Por su parte, la salida mecánica puede ser lineal o rotativa, resultado de la transformación de la energía de entrada por el sistema de transmisión de energía. Éstas pueden ser lineales (velocidad lineal o fuerza) o rotativas (velocidad angular o movimiento).

Los costes de reparación, sustitución y mantenimiento así como de sus componentes, disponibles en tiendas de suministros industriales, es otro de los criterios que explican el éxito de la neumática industrial. Y el coste energético en un entorno en el que las empresas tienen como objetivo la reducción de sus contaminantes por medio del mejor aprovechamiento de materiales y combustibles es otro de los aspectos a tener en cuenta.