Equipos neumáticos (página 2)

1.3 Desventajas de la neumática

• En circuitos muy extensos se producen pérdidas de cargas considerables
• Requiere de instalaciones especiales para recuperar el aire previamente empleado
• Las presiones a las que trabajan normalmente, no permiten aplicar grandes fuerzas
• Altos niveles de ruidos generados por la descarga del aire hacia la atmósfera

1.4 Propiedades del aire comprimido

Causará asombro el hecho de que la neumática se haya podido expandir en tan corto tiempo y con tanta rapidez. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la solución de algunos problemas de automatización no puede disponerse de otro medio que sea más simple y más económico.

· Abundante: Está disponible para su compresión prácticamente en todo el mundo, en cantidades ilimitadas.

· Transporte: El aire comprimido puede ser fácilmente transportado por tuberías, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberías de retorno.

· Almacenable: No es preciso que un compresor permanezca continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en depósitos y tomarse de éstos. Además, se puede transportar en recipientes (botellas).

· Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones de temperatura, garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.

· Antideflagrante: No existe ningún riesgo de explosión ni incendio; por lo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras.

· Limpio: El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidad en elementos, no produce ningún ensuciamiento Esto es muy importante por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.

· Constitución de los elementos: La concepción de los elementos de trabajo es simple si, por tanto, precio económico.

· Velocidad: Es un medio de trabajo muy rápido y, por eso, permite obtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumáticos puede regularse sin escalones.)

· A prueba de sobrecargas: Las herramientas y elementos de trabajo neumáticos pueden hasta su parada completa sin riesgo alguno de sobrecargas.

Para delimitar el campo de utilización de la neumática es preciso conocer también las propiedades adversas:

· Preparación: El aire comprimido debe ser preparado, antes de su utilización. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes).

· Compresible: Con aire comprimido no es posible obtener para los émbolos velocidades uniformes y constantes.

· Fuerza: El aire comprimido es económico sólo hasta cierta fuerza. Condicionado por la presión de servicio normalmente usual de 700 kPa (7 bar.), el límite, también en función de la carrera y la velocidad, es de 20.000 a 30.000 N (2000 a 3000 kp).

· Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante, este problema ya se ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes.

· Costos: El aire comprimido es una fuente de energía relativamente cara; este elevado costo se compensa en su mayor parte por los elementos de precio económico y el buen rendimiento (cadencias elevadas).

1.5 Rentabilidad de los equipos neumáticos

Como consecuencia de la automatización y racionalización, la fuerza de trabajo manual ha sido reemplazada por otras formas de energía; una de éstas es muchas veces el aire comprimido

Ejemplo: Traslado de paquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc.

El aire comprimido es una fuente cara de energía, pero, sin duda, ofrece indudables ventajas. La producción y acumulación del aire comprimido, así como su distribución a las máquinas y dispositivos suponen gastos elevados. Pudiera pensarse que el uso de aparatos neumáticos está relacionado con costos especialmente elevados. Esto no es exacto, pues en el cálculo de la rentabilidad es necesario tener en cuenta, no sólo el costo de energía, sino también los costos que se producen en total. En un análisis detallado, resulta que el costo energético es despreciable junto a los salarios, costos de adquisición y costos de mantenimiento.

1.6 Fundamentos físicos

La superficie del globo terrestre está rodeada de una envoltura aérea. Esta es una mezcla indispensable para la vida y tiene la siguiente composición:

Nitrógeno aprox. 78% en volumen

Oxígeno aprox. 21% en volumen

Además contiene trazas, de bióxido de carbono, argón, hidrógeno, neón, helio, criptón y xenón.

Para una mejor comprensión de las leyes y comportamiento del aire se indican en primer lugar las magnitudes físicas y su correspondencia dentro del sistema de medidas. Con el fin de establecer aquí relaciones inequívocas y claramente definidas, los científicos y técnicos de la mayoría de los países están en vísperas de acordar un sistema de medidas que sea válido para todos, denominado "Sistema internacional de medidas", o abreviado "SI".

2 Producción del aire comprimido

2.1 Generadores

Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presión del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumáticos se alimentan desde una estación central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformación de la energía para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estación compresora y llega a las instalaciones a través de tuberías.

Los compresores móviles se utilizan en el ramo de la construcción o en máquinas que se desplazan frecuentemente.

En el momento de la planificación es necesario prever un tamaño superior de la red, con el fin de poder alimentar aparatos neumáticos nuevos que se adquieran en el futuro. Por ello, es necesario sobredimensionar la instalación, al objeto de que el compresor no resulte más tarde insuficiente, puesto que toda ampliación ulterior en el equipo generador supone gastos muy considerables.

Es muy importante que el aire sea puro. Si es puro el generador de aire comprimido tendrá una larga duración. También debería tenerse en cuenta la aplicación correcta de los diversos tipos de compresores.

2.2 Tipos de compresores

Según las exigencias referentes a la presión de trabajo y al caudal de suministro, se pueden emplear diversos tipos de construcción.

Se distinguen dos tipos básicos de compresores:

• El primero trabaja según el principio de desplazamiento. La compresión se obtiene por la admisión del aire en un recinto hermético, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en el compresor de émbolo (oscilante o rotativo).
• El otro trabaja según el principio de la dinámica de los fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleración de la masa (turbina).

3 CILINDROS NEUMÁTICOS:

3.1 Cilindros de simple efecto

Estos cilindros tienen una sola conexión de aire comprimido. No pueden realizar trabajos más que en un sentido. Se necesita aire sólo para un movimiento de traslación. El vástago retorna por el efecto de un muelle incorporado o de una fuerza externa.

El resorte incorporado se calcula de modo que haga regresar el émbolo a su posición inicial a una velocidad suficientemente grande.

En los cilindros de simple efecto con muelle incorporado, la longitud de éste limita la carrera. Por eso, estos cilindros no sobrepasan una carrera de unos 100 mm.

Se utilizan principalmente para sujetar, expulsar, apretar, levantar, alimentar, etc.

3.2 Cilindro de émbolo

La estanqueidad se logra con un material flexible (perbunano), que recubre el pistón metálico o de material plástico. Durante el movimiento del émbolo, los labios de junta se deslizan sobre la pared interna del cilindro.

En la segunda ejecución aquí mostrada, el muelle realiza la carrera de trabajo; el aire comprimido hace retornar el vástago a su posición inicial.

· Aplicación: frenos de camiones y trenes.

· Ventaja: frenado instantáneo en cuanto falla la energía.

3.3 Cilindros de membrana

Una membrana de goma, plástico o metal reemplaza aquí al émbolo. El vástago está fijado en el centro de la membrana. No hay piezas estanqueizantes que se deslicen, se produce un rozamiento únicamente por la dilatación del material.

Aplicación: Se emplean en la construcción de dispositivos y herramientas, así como para estampar, remachar y fijar en prensas.

3.4 Cilindros de membrana arrollable

La construcción de estos cilindros es similar a la de los anteriores. También se emplea una membrana que, cuando está sometida a la presión del aire, se desarrolla a lo largo de la pared interior del cilindro y hace salir el vástago Las carreras son mucho más importantes que en los cilindros de membrana (aprox. 50-80 mm). El rozamiento es mucho menor.

3.5. Cilindros de doble efecto

La fuerza ejercida por el aire comprimido anima al émbolo, en cilindros de doble efecto, a realizar un movimiento de traslación en los dos sentidos. Se dispone de una fuerza útil tanto en la ida como en el retorno

Los cilindros de doble efecto se emplean especialmente en los casos en que el émbolo tiene que realizar una misión también al retornar a su posición inicial. En principio, la carrera de los cilindros no está limitada, pero hay que tener en cuenta el pandeo y doblado que puede sufrir el vástago salido. También en este caso, sirven de empaquetadura los labios y émbolos

.

3.6 Cilindros con amortiguación Interna

Cuando las masas que traslada un cilindro son grandes, al objeto de evitar un choque brusco y daños es utiliza un sistema de amortiguación que entra en acción momentos antes de alcanzar el final de la carrera. Antes de alcanzar la posición final, un émbolo amortiguador corta la salida directa del aire al exterior .En cambio, es dispone de una sección de escape muy pequeña, a menudo ajustable.

El aire comprimido se comprime más en la última parte de la cámara del cilindro. La sobre presión producida disminuye con el escape de aire a través de las válvulas antirretorno de estrangulación montada (sección de escapo pequeña). El émbolo se desliza lentamente hasta su posición final. En el cambio de dirección del émbolo, el aire entra sin obstáculos en la cámara del cilindro por la válvula antirretorno.

3.7 Cilindros de doble vástago

Este tipo de cilindros tiene un vástago corrido hacia ambos lados. La guía del vástago es mejor, porque dispone de dos cojinetes y la distancia entre éstos permanece constante. Por eso, este cilindro puede absorber también cargas pequeñas laterales. Los elementos señalizadores pueden disponerse en el lado libre M vástago. La fuerza es igual en los dos sentidos (los superficies del émbolo son iguales).

3.8 Cilindro tándem

Está constituido por dos cilindros de doble efecto que forman una unidad. Gracias a esta disposición, al aplicar simultáneamente presión sobre los dos émbolos se obtiene en el vástago una fuerza de casi el doble de la de un cilindro normal M mismo diámetro. Se utiliza cuando se necesitan fuerzas considerables y se dispone de un espacio determinado, no siendo posible utilizar cilindros de un diámetro mayor.

3.9 Cilindro multiposicional

Este cilindro está constituído por dos o más cilindros de doble efecto. Estos elementos están acoplados como muestra el esquema. Según el émbolo al que se aplique presión, actúa uno u otro cilindro. En el caso de dos cilindros de carreras distintas, pueden obtenerse cuatro posiciones.

Aplicación:

– Colocación de piezas en estantes, por medio de cintas de transporte

– Mando de palancas

– Dispositivos de clasificación (piezas buenas, malas y a ser rectificadas)

3.10 Cilindro de Impacto

Si se utilizan cilindros normales para trabajos de conformación, las fuerzas disponibles son, a menudo, insuficientes. El cilindro de impacto es conveniente para obtener energía cinética, de valor elevado. Según la fórmula de la energía cinética, se puede obtener una gran energía de impacto elevando la velocidad.

Los cilindros de impacto desarrollan una velocidad comprendida entre 7,5 y 10 m/s (velocidad normal 1 a 2 m/s). Sólo una concepción especial permite obtener estas velocidades.

La energía de estos cilindros se utiliza para prensar, rebordear, remachar, estampar, etc.

La fuerza de impacto es digna de mención en relación con sus dimensiones. En muchos casos, estos cilindros reemplazan a prensas. Según el diámetro del cilindro, pueden obtenerse desde 25 hasta 500 Nm.

Funcionamiento:

La cámara A está sometida a presión. Al accionar una válvula, se forma presión en la cámara B, y la A se purga de aire. Cuando la fuerza que actúa sobre la superficie C es mayor que la que actúa en la superficie anular de la cámara A. el émbolo se mueve en dirección Z. Al mismo tiempo queda libre toda la superficie del émbolo y la fuerza aumenta. El aire de la cámara B puede afluir rápidamente por la sección entonces más grande, y el émbolo sufre una gran aceleración.

3.11 Cilindro de cable

Este es un cilindro de doble efecto. Los extremos de un cable, guiado por medio de poleas, están fijados en ambos lados del émbolo. Este cilindro trabaja siempre con tracción. Aplicación: apertura y cierre de puertas; permite obtener carreras largas, teniendo dimensiones reducidas.

3.12 Cilindro de giro

En esta ejecución de cilindro de doble efecto, el vástago es una cremallera que acciona un piñón y transforma el movimiento lineal en un movimiento giratorio hacia la izquierda o hacia la derecha, según el sentido del émbolo. Los ángulos de giro corrientes pueden ser de 45°, 90°, 180°, 290° hasta 720°. Es posible determinar el margen de giro dentro del margen total por medio de un tornillo de ajuste.

El par de giro es función de la presión, de la superficie del émbolo y de la desmultiplicación. Los accionamientos de giro se emplean para voltear piezas, doblar tubos metálicos, regular acondicionadores de aire, accionar válvulas de cierre, válvulas de tapa, etc.

Como los cilindros de giro, éste también puede realizar un movimiento angular limitado, que rara vez sobrepasa los 300°. La estanqueización presenta dificultades y el diámetro o el ancho permiten a menudo obtener sólo pares de fuerza pequeños. Estos cilindros no se utilizan mucho en neumática, pero en hidráulica se ven con frecuencia.

2.2. Compresores de émbolo o de pistón

Compresor de émbolo oscilante. Este es el tipo de compresor más difundido actualmente. Es apropiado para comprimir a baja, media o alta presión. Su campo de trabajo se extiende desde unos 1 .100 kPa (1 bar.) a varios miles de kPa (bar.).

Figura 2.2 Compresor de émbolo oscilante

Este compresor funciona en base a un mecanismo de excéntrica que controla el movimiento alternativo de los pistones en el cilindro. Cuando el pistón hace la carrera de retroceso aumenta el volumen de la cámara por lo que aumenta el volumen de la cámara, por lo que disminuye la presión interna, esto a su vez provoca la apertura de la válvula de admisión permitiendo la entrada de aire al cilindro. Una vez que el pistón ha llegado al punto muerto inferior inicia su carrera ascendente, cerrándose la válvula de aspiración y disminuyendo el volumen disponible para el aire, esta situación origina un aumento de presión que finalmente abre la válvula de descarga permitiendo la salida del aire comprimido ya sea a una segunda etapa o bien al acumulador.

Es el compresor mas difundido a nivel industrial, dada su capacidad de trabajar en cualquier rango de presión. Normalmente, se fabrican de una etapa hasta presiones de 5 bar, de dos etapas para presiones de 5 a 10 bar. y para presiones mayores, 3 o mas etapas.

Algunos fabricantes ya están usando tecnología denominada libre de aceite, vale decir, sus compresores no utilizan aceite lo que los hace muy apetecibles para la industria químico farmacéutica y hospitales.

Para obtener el aire a presiones elevadas, es necesario disponer varias etapas compresoras. El aire aspirado se somete a una compresión previa por el primer émbolo, seguidamente se refrigera, para luego ser comprimido por el siguiente émbolo.

El volumen de la segunda cámara de compresión es, en conformidad con la relación, más pequeño. Durante el trabajo de compresión se forma una cantidad de calor, que tiene que ser evacuada por el sistema refrigeración.

Los compresores de émbolo oscilante pueden refrigerarse por aire o por agua, y según las prescripciones de trabajo las etapas que se precisan son:

• Compresor de émbolo rotativo

Consiste en un émbolo que está animado de un movimiento rotatorio. El aire es comprimido por la continua reducción del volumen en un recinto hermético.

• Compresor de Diafragma (Membrana)

Este tipo forma parte del grupo de compresores de émbolo. Una membrana separa el émbolo de la cámara de trabajo; el aire no entra en contacto con las piezas móviles. Por tanto, en todo caso, el aire comprimido estará exento de aceite.

El movimiento obtenido del motor, acciona una excéntrica y por su intermedio el conjunto biela – pistón. Esta acción somete a la membrana a un vaivén de desplazamientos cortos e intermitentes que desarrolla el principio de aspiración y compresión.

Debido a que el aire no entra en contacto con elementos lubricados, el aire comprimido resulta de una mayor pureza, por lo que lo hace especialmente aplicable en industrias alimenticias, farmacéuticas, químicas y hospitales.

• Compresor rotativo multicelular

Un rotor excéntrico gira en el interior de un cárter cilíndrico provisto de ranuras de entrada y de salida. Las ventajas de este compresor residen en sus dimensiones reducidas, su funcionamiento silencioso y su caudal prácticamente uniforme y sin sacudidas.

El rotor está provisto de un cierto número de aletas que se deslizan en el interior de las ranuras y forman las células con la pared del cárter. Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas por la fuerza centrífuga contra la pared del cárter, y debido a la excentricidad el volumen de las células varía constantemente.

Tiene la ventaja de generar grandes cantidades de aire pero con vestigios de aceite, por lo que en aquellas empresas en que no es indispensable la esterilidad presta un gran servicio, al mismo tiempo el aceite pulverizado en el aire lubrica las válvulas y elementos de control y potencia.

• Compresor de tornillo helicoidal, de dos ejes

Dos tornillos helicoidales que engranan con sus perfiles cóncavo y convexo impulsan hacia el otro lado el aire aspirado axialmente. Los tornillos del tipo helicoidal engranan con sus perfiles y de ese modo se logra reducir el espacio de que dispone el aire. Esta situación genera un aumento de la presión interna del aire y además por la rotación y el sentido de las hélices es impulsado hacia el extremo opuesto.

Los ciclos se traslapan, con lo cual se logra un flujo continuo. A fin de evitar el desgaste de los tornillos, estos no se tocan entre si, ni tampoco con la carcasa, lo cual obliga a utilizar un mecanismo de transmisión externo que permita sincronizar el movimiento de ambos elementos.

Entrega caudales y presiones medios altos (600 a 40000m³/h y 25 bar.) pero menos presencia de aceite que el de paletas. Ampliamente utilizado en la industria de la madera, por su limpieza y capacidad.

• Compresor Roots

En estos compresores, el aire es llevado de un lado a otro sin que el volumen sea modificado. En el lado de impulsión, la estanqueidad se asegura mediante los bordes de los émbolos rotativos.

Como ventaja presenta el hecho que puede proporcionar un gran caudal, lo que lo hace especial para empresas que requieren soplar, mover gran cantidad de aire, su uso es muy limitado.

El accionamiento también se asegura exteriormente, ya que por la forma de los elementos y la acción del roce no es conveniente que los émbolos entren en contacto.

2.3 Turbocompresores

Trabajan según el principio de la dinámica de los fluidos, y son muy apropiados para grandes caudales. Se fabrican de tipo axial y radial. El aire se pone en circulación por medio de una o varias ruedas de turbina. Esta energía cinética se convierte en una energía elástica de compresión.

La rotación de los alabes acelera el aire en sentido axial de flujo.

• Compresor Axial

El proceso de obtener un aumento de la energía de presión a la salida del compresor se logra de la siguiente manera. La rotación acelera el fluido en el sentido axial comunicándole de esta forma una gran cantidad de energía cinética a la salida del compresor, y por la forma constructiva, se le ofrece al aire un mayor espacio de modo que obligan a una reducción de la velocidad. Esta reducción se traduce en una disminución de la energía cinética, lo que se justifica por haberse transformado en energía de presión.

Con este tipo de compresor se pueden lograr grandes caudales (200.000 a 500.000 m³/h) con flujo uniforme pero a presiones relativamente bajas (5 bar.).

Aceleración progresiva de cámara a cámara en sentido radial hacia afuera; el aire en circulación regresa de nuevo al eje. Desde aquí se vuelve a acelerar hacia afuera.

• Compresor Radial

En este caso, el aumento de presión del aire se obtiene utilizando el mismo principio anterior, con la diferencia de que en este caso el fluido es impulsado una o más veces en el sentido radial. Por efecto de la rotación, los alabes comunican energía cinética y lo dirigen radialmente hacia fuera, hasta encontrarse con la pared o carcasa que lo retorna al centro, cambiando su dirección. En esta parte del proceso el aire dispone de un mayor espacio disminuyendo por tanto la velocidad y la energía cinética, lo que se traduce en la transformación de presión. Este proceso se realiza tres veces en el caso de la figura, por lo cual el compresor es de tres etapas. Se logran grandes caudales pero a presiones también bajas. El flujo obtenido es uniforme.

4. Válvulas

4.1 Generalidades

Los mandos neumáticos están constituidos por elementos de señalización, elementos de mando y una parte de trabajo, Los elementos de señalización y mando modulan las fases de trabajo de los elementos de trabajo y se denominan válvulas. Los sistemas neumáticos e hidráulicos lo constituyen:

• Elementos de información
• Órganos de mando
• Elementos de trabajo

Para el tratamiento de la información y órganos de mando es preciso emplear aparatos que controlen y dirijan el flujo de forma preestablecida, lo que obliga a disponer de una serie de elementos que efectúen las funciones deseadas relativas al control y dirección del flujo del aire comprimido o aceite.

En los principios del automatismo, los elementos reseñados se mandan manual o mecánicamente. Cuando por necesidades de trabajo se precisaba efectuar el mando a distancia, se utilizaban elementos de comando por émbolo neumático (servo).

Actualmente, además de los mandos manuales para la actuación de estos elementos, se emplean para el comando procedimientos servo-neumáticos y electro-neumáticos que efectúan en casi su totalidad el tratamiento de la información y de la amplificación de señales.

La gran evolución de la neumática y la hidráulica ha hecho, a su vez, evolucionar los procesos para el tratamiento y amplificación de señales, y por tanto, hoy en día se dispone de una gama muy extensa de válvulas y distribuidores que nos permiten elegir el sistema que mejor se adapte a las necesidades.

Hay veces que el comando se realiza reumáticamente o hidráulicamente y otras nos obliga a recurrir a la electricidad por razones diversas, sobre todo cuando las distancias son importantes y no existen circunstancias adversas.

Las válvulas en términos generales, tienen las siguientes misiones:

• Distribuir el fluido
• Regular caudal
• Regular presión

Las válvulas son elementos que mandan o regulan la puesta en marcha, el paro y la dirección, así como la presión o el caudal del fluido enviado por una bomba hidráulica o almacenada en un depósito. En lenguaje internacional, el término "válvula" o "distribuidor" es el término general de todos los tipos tales como válvulas de corredera, de bola, de asiento, grifos, etc.

Según su función las válvulas se subdividen en 5 grupos:

1. Válvulas de vías o distribuidoras

2. Válvulas de bloqueo

3. Válvulas de presión

4. Válvulas de caudal

5. Válvulas de cierre

1- Válvulas distribuidoras

Estas válvulas son los componentes que determinan el camino que ha de tomar la corriente de aire, a saber, principalmente puesta en marcha y paro (Start-Stop).Son válvulas de varios orificios (vías) los cuales determinan el camino el camino que debe seguir el fluido bajo presión para efectuar operaciones tales como puesta en marcha, paro, dirección, etc.

Pueden ser de dos, tres, cuatro y cinco vías correspondiente a las zonas de trabajo y, a la aplicación de cada una de ellas, estará en función de las operaciones a realizar.

2- Válvulas de bloqueo

Son elementos que bloquean el paso M caudal preferentemente en un sentido y lo permiten únicamente en el otro sentido. La presión de lado de salida actúa sobre la pieza obturadora y apoya el efecto de cierre hermético de la válvula.

3- Válvula de regulación de presión

Tiene la misión de mantener constante la presión, es decir, de transmitir la presión ajustada en el manómetro sin variación a los elementos de trabajo o servo elementos, aunque se produzcan fluctuaciones en la presión de la red. La presión de entrada mínima debe ser siempre superior a la de salida.

4- Válvulas de caudal

Estas válvulas influyen sobre la cantidad de circulación de aire comprimido; el caudal se regula en ambos sentidos de flujo.

5-Válvulas de cierre

Son elementos que abren o cierran el paso del caudal, sin escalones.

5.- TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS

El transporte neumático de materiales difiere fundamentalmente de todos los otros medios de transporte de materiales sueltos o a granel.

Consiste en un flujo de aire a alta velocidad que mueve el material de una manera parecida a como lo hace el viento; si la velocidad es suficientemente alta el material es transportado en suspensión causando una ligera erosión en el ducto de transporte aunque en los codos curvas la erosión es marcadamente mayor.

La potencia requerida y la capacidad de este tipo de transporte, no puede ser siempre predeterminada exactamente, pero la experiencia han suministrado suficientes datos a los especialistas, para que con determinado material y un buen esquema de la instalación se puede llegar a resultados muy cercanos a la realidad.

Este tipo de transporte requiere mas potencia por tonelada horaria manejada que cualquier transporte mecánico.

Si el material esta en trozos y es pesado, la eficiencia disminuye rápidamente; si el material tiende a formar costras o terrones, como el cemento, deben ser desagregados estos antes de entrar a los ductos de transporte. Si el material tiende a formar cargas estáticas, cono en el caso del azufre, habrá la posibilidad de explosiones.

Lo mas notable de este tipo de transporte es que puede resolver problemas que ningún tipo de transporte mecánico puede hacer: siendo el conducto de transporte una tubería, puede pasar, subir o bajar por espacios reducidos, puede tener curvas en cualquier sentido hasta partes flexibles; no teniendo partes móviles, se elimina peligro al personal que trabaja acerca de el; y su acción "aspiradora" proporcionan trabajos limpios, sin polvos, como en el caso de descarga materiales pulvorolientos de vagones y camiones.

Los transportadores neumáticos se dividen en: a presión, de vacío y combinados.

5.1-TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS A PRESIÓN

Esta expresión, en general, identifica un transportador neumático por tubería, en el cual se alimentan, mecánicamente, materiales secos, pulverizados y su transporte a destino se obtiene por medio de la energía expansiva del aire comprimido. Las unidades básicas de tal sistema son:

• Un alimentador positivo de cierre de aire.
• El sistema de tubería
• Un recibidor del producto.
• El suministro de aire: un ventilador de presión positiva o un compresor de aire
• Un filtro contra polvo (opcional)

En general, este tipo de conducción esta caracterizado por su, relativamente densa mezcla de sólidos y aire y el movimiento de las partículas sólidas. Es obtenido por corrientes de fluido de baja velocidad (comparativamente) en los cuales el material permanece suspendido hasta ser descargado en el recibidor. Así materiales que poseen un tamaño de partículas ampliamente diversos, pueden ser transportados.

• CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS DEL TIPO DE PRESIÓN

Pueden dividirse en tres clasificaciones o aplicaciones:

1. El alimentador de cierre rotatorio de aire.
2. La bomba de sólidos
3. El tanque de soplado

Cada una de estas clasificaciones difiere ligeramente en diseño y método de operación, pero todas ofrecen ciertas ventajas inherentes.

• Los materiales pueden ser conducidos a casi cualquier parte, donde se pueda colocar una tubería.
• Se elimina la necesidad de conducir en forma recta
• Los materiales pueden ser entregados rápidamente a regiones remotas dentro de una planta, a distancias mucho mas allá de las distancias practicas a donde llegan los transportadores mecánicos.
• En muchos casos, varios materiales pueden ser transportados con el mismo equipo, sin contaminación.
• Se eliminan los riesgos y las molestias del polvo y los riesgos mecánicos.
• El numero de puntos de entrega a los cuales puede llevar el material un solo sistema es casi ilimitado y un sistema puede, usualmente, ser operado por un hombre desde un solo panel de control remoto.
• Los costos de mantenimiento son razonables, comparados con otros métodos de conducción.
• Las características de auto-limpieza y sanitarias de este método de transporte son de gran importancia.

• FACTORES PARA SELECCIONAR EL SISTEMA

• Capacidad deseada del sistema
• Distancia de conducción deseada (horizontal, vertical)
• Tamaños de las partículas (forma, gravedad especifica)
• Requerimientos de aire (presión, volumen, densidad y velocidad)
• Sistema de tubería (diámetro, material, configuración)

Para cortas distancias y elevaciones de conducción los costos de equipos e instalaciones favorecen a los transportadores mecánicos, en muchos casos. A medida que las distancias de conducción y/o la elevación ausentan, o cuando hay varios cambios en dirección y/o múltiples puntos de entrega a servir, las ventajas económicas del transporte neumático incrementan vertiginosamente.

1.-ALIMENTADOR DE CIERRE POSITIVO DE AIRE ROTATORIO

En general, la aplicación que emplea e alimentador de cierre positivo de aire, rotatorio requiere que el material sea alimentado en el sistema de transporte por tubería desde una tolva o contenedor, ya que sea conducido por el sistema de tubería a algún punto escogida de almacenaje o de uso para el proceso. Por lo tanto, el alimentador debe realizar una función dual: (1) alimentar el material al sistema de tubería; (2) debe mantener un sello positivo de aire entre el material que ingresa y el aire de transporte del sistema. Así, la capacidad que tenga el alimentador para mantener un cierre positivo de aire contra la presión del aire requerida para la conducción del material indica, en general, el área de aplicación para este tipo de equipo. Normalmente, se usa esta clase de equipo cuando los requerimientos de presión de aire no exceden alas 10 lb. /in2 de instrumento (0,7 atmósferas).

En los anexos se aprecia un sistema típico neumático; el mismo se utiliza para descargar el material a granel, directamente, de camiones y elevado a silos de almacenamiento, situados en una ubicación remota. Así, se eliminan varios costos intermedios de manejo y de recipientes, lo cual ocasiona ahorros considerables. Materiales tales como harina, avena, cereales, mezclas, sopas pulverizadas y similares, secos, que fluyen libremente.

2-LA BOMBA DE SÓLIDOS

Ya que las partes componentes de un sistema de conducción a una tubería neumática a presión son fundamentalmente los mismos y como un sello de aire y/o presiones de aire adecuados constituyen los limites funcionales del alimentador mecánico, se concluye que si se requieren mayores presiones, el alimentador mecánico debe ser capaz de funcionar de manera apropiada contra la mayor presión. Esto conforme al alimentador del tipo bombo de calidos.

La bomba de sólidos esta restringida al transporte de materiales secos, relativamente finos y emplee una relación de conducción comparativamente baja de aire a sólidos, y el movimiento de sólidos aereados esta inducido por un diferencial de presión entre los extremos.

5.2-TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS DE VACÍO O SUCCIÓN

Los sistemas de vacío o de succión, tiene amplias aplicaciones. Este sistema consta, en general, de los siguientes componentes: (1) un ventilador de presión positiva, (2) un sistema de tubería y (3) un colector. O separador, donde el material es separado del aire de conducción.

Las velocidades de conducción varían entre 1000 y 2000 mts. /min. Con requerimientos de volumen de aire entre 0.05 y 0.5m3 por Kg. de material transportado. Los requerimientos de presión, dependiendo del material, capacidad y distancia a conducir, muy pocas veces exceden de 0.3 Kg. de vacío. Los requerimientos de potencia están influenciados por muchas variables.

El tipo de vacío o de succión de tubería neumática se usa ampliamente para descargar transportes a granel, tales como barcos, gabarras, gandolas y tipos especialmente de vagones de ferrocarril y camiones. Se usa para transportar materiales tales como maíz, trigo, avena, café en granos, azúcar, sal, cloruro de magnesio, caliza, malta, harina y otros materiales.

5.3-TRANSPORTADORES NEUMÁTICOS COMBINADOS

Un tercer sistema es usado en la práctica que puede llamarse sistema combinado, en el cual con un compresor rotativo puede detenerse un sistema de succión y otro de presión en una misma instalación.

Además de su uso normal, como medio de transporte, el sistema de arrastre por succión es muy usado en la industria como sistema de recolección de polvos en los procesos donde estos se producen causando molestias y ensuciando el ambiente.

Mireilly Duran