La hidráulica y neumática, son ramas de la física e ingeniería que utilizan los principios de la mecánica de fluidos para el diseño de maquinarías y equipos.
Al ahondar un poco más en la aplicación de estos conceptos, encontramos que los métodos de automatización de procesos están fundamentados en leyes naturales como la transmisión de movimiento, la electroestática, el electromagnetismo y el estudio de los fluidos.
¿Qué es la neumática?
Se caracteriza por el uso de aire comprimido como fuente de transmisión de movimiento y fuerza. Es de destacar que, esta rama abarca sistemas neumáticos que usan fluidos gaseosos.
¿Qué es la hidráulica?
Es la encargada de utilizar líquidos para la transmisión de energía. El fluido principal es por excelencia el agua, no obstante, existe una rama llamada oleohidráulica que trabaja con derivados del petróleo.
Diferencias de la hidráulica y neumática
Presión
En ambas áreas se presenta como variable de control, la presión, definida como la fuerza aplicada sobre una superficie o área determinada. Sin embargo, los rangos de trabajo son diferentes.
Al enforcarnos en la hidráulica, encontramos presiones entre los 500 [PSI] hasta 5.000 [PSI], con casos de excepción que pueden superarlo. Por su parte, la neumática comúnmente trabaja con rangos comprendidos entre los 50 [PSI] hasta 300 [PSI], habiendo sistemas puntuales que funcionan con presiones superiores.
Esquema
Las instalaciones hidráulicas y neumáticas poseen el mismo esquema de componentes. En una primera etapa cuentan con un equipo encargado de aumentar la presión del fluido, posteriormente hay una estación de acondicionamiento, tuberías, válvulas de control y actuadores.
Sistema hidráulico
En un inicio tenemos una bomba de desplazamiento positivo, equipo hidrostático que funciona al desplazar de forma constante un fluido por sus engranajes. La más utilizada en la industria es la bomba rotativa.
Paralelamente, es importante tener en cuenta que las bombas de desplazamiento positivo necesitan de un tanque para obtener el líquido, ya que es un fluido que no se recibe del ambiente. Además, de contar con filtros que se encargan de eliminar las impurezas, válvulas de control para habilitar el caudal, la redirección y el alivio de los equipos.
En este tipo de sistemas también se pueden tener actuadores lineales, oscilantes y rotativos.
Sistema neumático
En su primera etapa tiene un compresor de aire, que aumenta la presión atmosférica del mismo. Este equipo utiliza el aire del medioambiente para suplir el sistema. Asimismo, es común que se conecten a uno o varios tanques para almacenarlo.
El siguiente paso consiste en eliminar del aire la mayor cantidad de impurezas como el polvo y la humedad, siendo posible mediante un filtro. Además, se implementan reguladores para mantener la presión.
Por último, el sistema lo controlan válvulas de control que habilitan el paso del fluido o producen cambios en su dirección, generando el accionamiento de actuadores lineales, oscilantes o rotativos.
Escapes
En los sistemas neumáticos el aire que se usó retorna al medio ambiente, por lo que se recomienda el uso de silenciadores por el ruido generado de los escapes de equipos como válvulas, cilindros o motores. Por otro lado, en la hidráulica esto no ocurre, el sistema debe estar diseñado de forma que el fluido retorne al tanque.
Inversión
Algo a considerar es que los sistemas hidráulicos debido a sus características y al costo de los aceites siempre representan una inversión inicial superior a un sistema neumático. Sin embargo, las aplicaciones no pueden ser sustituidas, pero si combinadas.
Otras diferencias que considerar:
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Hidráulica |
Neumática |
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Funciona con fluidos líquidos. |
Funciona con fluidos gaseosos. |
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La fuerza generada es suficientemente alta para compactar autos y elevar vigas. |
Debido a las presiones relativamente bajas, la fuerza generada no es tan elevada, pero si permite estampar y posicionar. |
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Los equipos son pesados y robustos. |
Los equipos son livianos y compactos, con excepción del compresor. |
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Son sistemas con tiempo de respuesta lento. Un equipo puede realizar un ciclo en minutos. |
Permite trabajar a grandes velocidades, pudiendo repetir 5 ciclos por segundos. |
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Tiene problemas asociados a la temperatura y a las fugas de aceite. |
Se generan problemas con la humedad y las fugas de aire. |
En conclusión, la hidráulica y neumática tienen semejanzas en sus principios y amplias diferencias en sus procesos y en la forma de aplicarse, su utilidad dependerá de los procesos que se deseen realizar.
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