La neumática estudia el uso del aire comprimido en circuitos e instalaciones. Se basa en comprimir aire hasta alcanzar una presión superior a la atmosférica y luego utilizarlo para realizar trabajos mediante actuadores como cilindros y motores neumáticos. Los principales componentes de un circuito neumático son el generador de aire comprimido, tuberías, actuadores, elementos de control como válvulas, y receptores que transforman la presión en movimiento.

1. Tema 3
Neumática

2. 1.- INTRODUCCIÓN
La Neumática es la técnica que se dedica al estudio y
aplicaciones prácticas del aire comprimido realizadas
mediante circuitos e instalaciones neumáticas
Las principales ventajas que tiene son:
•Es una energía abundante, ya que disponemos de cantidades
ilimitadas de aire.
•Es de fácil transporte, mantenimiento, almacenamiento,
manejo y utilización.
Y sus desventajas son:
•Tratamiento del aire comprimido
antes de su utilización.
•Coste de las instalaciones.

3. La neumática se basa en utilizar el aire y comprimirlo por
medio de una acción mecánica exterior hasta alcanzar una
presión determinada, que siempre es superior a la
atmosférica.
Definimos presión al cociente de la fuerza aplicada y la
superficie sobre la que se aplica.
(P = F/S)
En neumática se utilizan a menudo las siguientes unidades:
Pascal: unidad del S.I equivale a Nw/m2
Bares (1Bar = 105 Pa)
Atmósferas (1,019Atm = 1Bar)
mm de Hg (1mm de Hg = 0,0013Bar)

4. Para medir la presión atmosférica se utilizan los barómetros.
Para medir la presión del aire, los manómetros, que se
encargan de medir la diferencia de presión entre aquella a la
que, realmente, está sometido el aire y la presión atmosférica.
A esta presión se le llama relativa o manométrica.
(P.Absoluta = P.manométrica + P.atm)
barómetros manómetros
Otras leyes de los gases son:
Ley de Boyle-Mariotte: a una temperatura constante y a una
misma masa de gas, el producto de la presión y volumen es igual
a una constante.
(P1 * V1 = P2 * V2)

5. Ley de Gay Lussac: para una misma mas de gas y la presión
constante, la relación de los volúmenes es igual a la de las
temperaturas absolutas.
(V1 / V2 = T1 / T2)
2.- AIRE COMPRIMIDO
Llamamos aire
comprimido al aire
tomado de la atmósfera,
y encerrado a presión en
un espacio sometido a
una presión mayor que la
presión atmosférica. Si
después de comprimirlo,
dejamos que se expanda,
el aire realizará un
trabajo.

6. A la cantidad de aire comprimido que circula a través de una
sección por una unidad de tiempo, se le llama caudal (Q).
(Caudal = Volumen/Tiempo = (Sección * Longitud) / Tiempo =
Sección * Velocidad)
Q=V/t = A.l/t=A.v
El aire comprimido se obtiene por medio de compresores,
donde el aire es comprimido en la cámara de compresión,
mediante un pistón accionado por un motor, y enviado a un
depósito, que dispone de una salida regulable de aire, la cual va
conectada con el circuito de la instalación. Dicho depósito, lleva
incorporado otra salida con el fin de eliminar el agua, que se
genera por condensación.

7. Generalmente, todos los compresores disponen de una
serie de dispositivos de seguridad y control, como son:
Regulador de presión: se encarga de controlar la presión
de trabajo del circuito neumático.
Presostatos: se encargan de mantener la presión en el
interior del depósito, conectando y desconectando la
cámara de compresión, según proceda.
Válvula de seguridad: se abre cuando la presión del
depósito supera un determinado valor.

8. Existen dos tipos básicos de compresores:
Volumétricos: en ellos el aire es reducido a in volumen
inferior al que tenían. Los más habituales son los de
pistón y los rotativos.
Turbocompresores: el aire aumenta su velocidad de
circulación, a través de varias cámaras impulsadas por
paletas giratorias. Hay dos tipos: los radiares y los
axiales

9. 3.-DISTRIBUCIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO
El aire comprimido generado por el compresor no es
consumido directamente, sino que necesita un
almacenamiento, distribución y tratamiento antes de su
utilización.
El aire se pasa, primeramente, por un separador que
retiene la mayor parte del agua que contiene el aire en
suspensión. Posteriormente, se acumula en un depósito y de
ahí, Pasa a la red de distribución.

10. La red distributiva está compuesta por diversas tuberías de
un diámetro adecuado, que conducen el aire con las menores
pérdidas posibles. El material con el que suelen construirse
los tubos son:
Cobre. - Acero.
Latón. - Plástico.
La red debe tener una
pendiente del 2% al 3%, para
conseguir la acumulación del
agua condensada y, lograr así,
su evacuación por un orificio
de purga. La red de
distribución debe de ser
cerrada, siempre, con el fin,
de que la presión de servicio,
sea ,lo más estable posible.

11. 4.- UNIDAD DE ACONDICIONAMIENTO
Para evitar posibles averías de los diferentes elementos de
la instalación, se debe acondicionar. Para ello, se utiliza una
unidad de acondicionamiento, que sirve para establecer y
mantener una presión de alimentación, lo más regular posible.
Dichas unidades constan de tres partes fundamentales:
Filtro: su función consiste en liberar el
aire comprimido de todas las impurezas y
el vapor de agua que lleva en suspensión.
Regulador de presión: su misión es
establecer y mantener la presión de
trabajo lo más estable posible.
Lubricador: los elementos neumáticos, al
tener piezas móviles, debe recibir una
pequeña dosis de aceite, para su
lubricación constante.

12. 5.- COMPONENTES DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO
Un circuito neumático está formado por los siguientes
elementos:
1.-Generador de aire comprimido.
2.-Tuberías y conductos.
Para conducir el aire se emplean tubos que pueden ser:
a) Rígidos de cobre y acero. Se unen mediante soldadura
para proporcionar más estanquidad
b) Flexibles: de nailon, PVC se emplean en las conexiones de
cuadros de mando y de elementos con movimiento
Un racor es un elemento de unión entre componentes de
una instalación neumática que asegura la unión sin
escapes de aire ( estanquidad) pueden ser:
a) Anillo
b) Rápidos
c) Instantáneos

13. 3.-Actuadores, es decir, los que transforman la presión
del aire en trabajo. Tipos:
a) cilindros.
b) motores.
4.-Elementos de control: válvulas.

14. 6.- CILINDROS
Son tubos provistos de dos tapas que contienen en su
interior un émbolo, unido a un vástago, que puede
desplazarse en ambos sentidos por el interior del cilindro.
Produce movimientos rectilíneos.
La carrera es el espacio que avanza el vástago cuando el
émbolo se desplaza de un extremo a otro del interior del
cilindro
La fase o ciclo es el recorrido del émbolo desde la posición
de partida hasta que regresa a la misma. Por tanto una fase
o ciclo equivale a dos carreras (avance y retroceso)

15. Tipos de cilindros:
Cilindros de simple efecto: están provistos de un
muelle, de manera que el vástago vuelve a su posición de
reposo cuando deja de llegar presión. Tiene un solo
orificio de entrada.
Símbolo:
Pueden ser de
émbolo o de
membrana

16. Cilindros de doble efecto: tienen dos orificios, uno de
entrada y otro de salida. No tienen muelle de retorno, por lo
que su movimiento, en ambos sentidos, es accionado por el
aire comprimido.
Entraaire
Sale aire
Entra aire
Sale aire

17. 7.- Válvulas
Son dispositivos de mando que dirigen el aire comprimido
hacia los elementos de trabajo. Controlando su
funcionamiento
Hay 3 tipos de válvulas
1.- Distribuidoras o de vías
Dirige el aire comprimido hacia los elementos de trabajo
Se representan mediante símbolos que muestran la función
que realizan. Los símbolos empleados se caracterizan por:
Cada posición de funcionamiento se representa por un
cuadrado. Dentro de los cuadrados se dibujan líneas con
flechas que indican la dirección de circulación del aire
Las conexiones ( entrada y salida ) se representan
mediante líneas unidas al cuadrado de la posición de reposo
o inicial
El símbolo T representa un conducto tapado

18. El accionamiento de válvulas distribuidoras se efectúan
mediante dispositivos manuales , neumáticos , mecánicos o
eléctricos ( simbología libro pg 86)
.

19. Las más frecuentes son
Válvula 3/2: Una de sus principales aplicaciones es
permitir la circulación de aire hasta un cilindro de
simple efecto, así como su evacuación cuando deja
de estar activado

20. Se trata de una válvula activa por un pulsador y retorno
por un muelle. En estado de reposo, permite que el
aire pase del terminal 2 hasta el 3 y que no pueda
entrar por el 1. Cuando la activamos, el aire puede
pasar del terminal 1 al 2 y no puede pasar por el 3.

21. Válvula 5/2: Una de sus principales aplicaciones es
controlar los cilindros de doble efecto. Se trata de una
válvula activa por un pulsador y retorno por muelle. En
estado de reposo, permite la circulación de aire entre los
terminales 4 y 5, y entre 1 y 2, el terminal 3 está
bloqueado. Cuando la activamos, permite la circulación de
aire entre los terminales 1 y 4, y entre 2 y 3, ahora el
terminal 5 se encuentra bloqueado

22. Cómo se nombran las válvulas
1º· Número de Vías, es decir de orificios que presenta la válvula
En este ejemplo 3 VÍAS
2º· Número de Posiciones
1 En este caso 2 POSICIONES
3º· Accionamiento
2 3
En este caso por BOTÓN
4º· Retroceso
En este caso por MUELLE
Válvula 3/2 N/C Botón/Muelle
5º· Nombre: Válvula 3/2 Botón/Muelle
6º· En ocasiones también se indica la posición normal, es
decir aquella en la que se encuentra la válvula cuando no la
hemos accionado.
En la de arriba, cuando está sin accionar, el aire no pasa, por
lo que se llama Normalmente Cerrada, N/C. En la de abajo
pasa lo contrario, por tanto es Normalmente Abierta, N/A.

23. Ejemplos
2
3/2 N/C Palanca/Muelle
1 3
2
1 3
3/2 N/C Pilotaje neumático/Muelle
4 2
5/3 N/C Palanca con enclavamiento
5 3
1
2
2/2 Botón
1
4 2
4/2 Relé/muelle
1 3

24. 2.-Válvulas de bloqueo
Cortan el paso del aire comprimido en un sentido y
permite que circula en el sentido contrario. Las más
frecuentes son:
a) Válvulas antirretorno
Funcionan desplazando el dispositivo de cierre , que vence
la resistencia de un muelle. Al cesar la fuerza, el
dispositivo de cierre vuelve impedir el paso del aire.
Las válvulas de las ruedas de la bicicleta o de
seguridad de una olla

25. b) Válvulas selectoras (OR)
Tienen dos entradas y una salida . Al recibir aire por una
entrada, el elemento móvil de su interior se desplaza ,
cierra la otra y el aire pasa a la salida. Si recibe aire por
las dos entrada al mismo tiempo , la salida se bloquea

26. c) Válvula de simultaneidad o AND
sólo permite pasar el aire a la salida cuando hay aire con
presión por las dos entradas a la vez. Se utiliza para
hacer circuitos de seguridad, el cilindro sólo se
activará cuando existe presión en las dos entradas

27. 3.- Válvulas de flujo o reguladoras de caudal
Controlan la cantidad de aire comprimido que circula
También se conocen como válvulas de estrangulación y nos
permiten regular la velocidad de los cilindros

28. Ejemplo de un circuito neumático:

29. Ejemplo :Explica cómo funciona este circuito
100%
2
1 3
Para explicarlo daremos siempre tres pasos:
1º NOMBRAR CADA ELEMENTO DEL CIRCUITO
Empezaremos por los receptores, en este caso: CILINDRO DE SIMPLE EFECTO,
RETORNADO POR MUELLE
Después las válvulas “distribuidoras”, en el ejemplo: 3/2 BOTÓN/MUELLE
Por último el resto de elementos, en nuestro ejemplo: REGULADOR DE CAUDAL
2º EXPLICAR LO QUE SUCEDE, EN EL INSTANTE INICIAL (t=0)
El instante inicial, es el que muestra el dibujo, cuando no hemos actuado sobre
ningún elemento del circuito.
En nuestro ejemplo, en el instante inicial, el aire que viene del compresor intenta
pasar por la válvula 3/2, y no pasa, por tanto NO entra aire en el cilindro y este
permanece recogido.

30. 3º EXPLICAR LO QUE SUCEDE AL MODIFICAR LAS VÁLVULAS SOBRE
LAS QUE PODEMOS ACTUAR
En nuestro ejemplo, sólo hay un pulsador, por tanto, cuando no está pulsado
ocurre lo descrito en el paso 2.
Cuando pulsamos el botón, el aire que entra en la válvula puede pasar, al
pasar entra en el cilindro y este sale.
La velocidad de salida del cilindro dependerá de lo abierto que esté el
regulador.
100%
2
1 3

31. 8.-APLICACIONES DE LA NEUMÁTICA
Entre las aplicaciones más importantes, tenemos:
Apertura y cierre de puertas: se emplean en los autobuses
y trenes. La apertura se consigue proporcionando aire
comprimido a un cilindro que, a su vez, desplaza cierto
mecanismo, consiguiéndose la apertura. Para cerrar la
puerta, se deja escapar el aire y la puerta vuelve a su
posición inicial.
Herramientas: muy utilizado en taladros, perforadoras,
martillos, remachadoras, etc.
Construcción de automóviles: en la fijación de los paneles
de las carrocerías.
En agricultura y en instalaciones ganaderas: muy utilizado
en la distribución de pienso, en el pesado de ganado,
ventilación de invernaderos, etc.

32. En las minas de carbón: fundamental para asegurar la
ventilación necesaria en los túneles y galerías.
Empujar y levantar cargas pesadas en cadenas de montaje.
En el dentista: con dos funciones, alimentar el motor del
torno, y, para aspirar los residuos generados en la
intervención.
Prensa neumática.
Accionamientos articulados: se utilizan palancas y brazos
articulados, para transformar la dirección del movimiento y
multiplicar así el esfuerzo realizado, basándose en la ley de
la palanca.