Qué es un actuador neumático

Por lo general, una válvula por sí sola no puede utilizarse para controlar un proceso. En su lugar, un operario debe colocarlas y un dispositivo único, como un actuador, debe accionar las válvulas a distancia y de forma automática. Los actuadores son dispositivos que se utilizan para hacer que algo funcione o se mueva. Los hay de tres tipos, determinados por la fuente de energía: eléctricos, hidráulicos y neumáticos. En este artículo hablaremos de los actuadores neumáticos: cómo funcionan y sus aplicaciones en el sector industrial.

¿Qué es un actuador neumático?

El actuador neumático transforma la energía del aire comprimido en movimiento. Existen varios tipos de actuadores neumáticos, algunos convierten la energía del aire comprimido en movimiento lineal y otros en movimiento giratorio. En la industria, estos actuadores reciben varios nombres, como cilindros de aire, actuadores de aire y cilindros neumáticos. Con su amplia gama de aplicaciones, los actuadores neumáticos se han convertido en un componente esencial de muchos procesos automatizados.

¿Cómo funciona un actuador neumático?

Un actuador neumático es un dispositivo mecánico que utiliza gas comprimido, como el aire, para crear energía presurizada que puede dirigirse en un movimiento circular o en línea recta. Esta energía presurizada se utiliza para crear un movimiento cinético controlado y repetible de un dispositivo, como un engranaje o un pistón. El actuador es excepcionalmente fiable y se utiliza en diversas industrias hoy en día, proporcionando la capacidad de convertir gas comprimido en un movimiento robusto, controlable y repetible.

Construction & Working

El actuador neumático es un potente mecanismo que combina componentes como un muelle, un compresor, un depósito, un diafragma y una válvula. El diagrama adjunto ilustra la construcción de este sistema. En este mecanismo, la energía del fluido se convierte en movimiento mecánico cuando el aire es comprimido por el compresor y almacenado en el depósito. Este aire almacenado se utiliza entonces para accionar el actuador, lo que le permite moverse y realizar la tarea prevista.

El actuador neumático es un potente mecanismo que combina componentes como un muelle, un compresor, un depósito, un diafragma y una válvula. El diagrama adjunto ilustra la construcción de este sistema. En este mecanismo, la energía del fluido se convierte en movimiento mecánico cuando el aire es comprimido por el compresor y almacenado en el depósito. Este aire almacenado se utiliza entonces para accionar el actuador, lo que le permite moverse y realizar la tarea prevista.

Esta válvula de control de caudal ayuda a regular la dirección y la velocidad del flujo de aire de una zona a otra. La unidad de muelle del actuador se encarga de aspirar el aire de la atmósfera y filtrarlo mediante un filtro antes de suministrarlo al compresor. Una vez abierta la válvula de control, la acción del muelle tira de la membrana hacia arriba. A continuación, el compresor comprime el aire y aumenta el nivel de presión. Esto crea una fuerte corriente de aire que fluye a través de la válvula, lo que le permite controlar la dirección y la velocidad del flujo de aire.

Cuando aumenta la presión atmosférica, también sube la temperatura del aire. Para mantener la temperatura dentro de un rango confortable, se utilizan enfriadores de aire. Este aire presurizado se almacena en un depósito de almacenamiento, lo que permite mantener la presión. Además, el aire presurizado dentro del sistema aplica energía al diafragma de un actuador neumático. Cuando la presión del aire supera la fuerza del muelle, empuja la membrana hasta su punto más alto, haciendo que se desplace hacia abajo y cierre la válvula de control.

Al aumentar la presión del aire suministrado, la membrana se mueve continuamente hacia abajo, cerrando finalmente la válvula de control por completo. Por el contrario, cuando disminuye la presión de suministro de aire, la fuerza ejercida por el muelle supera la fuerza del aire suministrado, haciendo que el diafragma se mueva hacia arriba y abra la válvula de control.

The control valve’s position is determined primarily by the pressure of the air. As a result, the opening and closing of the valve are directly linked to the movement of its diaphragm in response to changes in the air pressure. Furthermore, the control valve will be automatically adjusted according to the pressure of the air, allowing for precise and repeatable control of the system.

Los actuadores son el elemento crítico para controlar la acción que debe realizarse. Reciben la señal de control del controlador, que modifica la presión del aire, lo que provoca un cambio en la posición de la válvula de control. A continuación, el actuador ejecuta la señal de control, haciendo avanzar el proceso. De este modo, los actuadores proporcionan la señal de control necesaria para la acción preferida.

Ventajas

• Los actuadores neumáticos ofrecen una serie de ventajas para las aplicaciones basadas en el control de movimiento lineal.
• Proporcionan una gran fuerza y rápidas velocidades de movimiento, además de ser muy fiables y duraderas, lo que las hace ideales para aplicaciones en las que la higiene es esencial.
• Además, son rentables y fáciles de mantener e instalar.
• Wide temperature range (0 – 200 °C) and fireproof and explosion-proof capabilities make them an excellent choice for many applications.
• Los actuadores neumáticos son ligeros, lo que facilita su transporte e instalación.

Desventajas

El actuador neumático tiene algunas desventajas notables que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir el tipo de actuador adecuado para su aplicación.

• En primer lugar, la potencia de salida del actuador neumático es menor que la del actuador hidráulico, lo que lo hace menos adecuado para aplicaciones que requieren una gran potencia de salida.
• Además, las piezas internas del actuador neumático no están lubricadas por un fluido como el aceite, lo que se traduce en una menor precisión de salida en operaciones a baja velocidad.
• Además, estos actuadores sólo son adecuados para aplicaciones específicas, y su rendimiento puede verse afectado cuando se utilizan a velocidades más bajas. El aire comprimido también debe prepararse correctamente, y cualquier lubricación o aceite puede reducir el mantenimiento.

Aplicaciones

Los actuadores neumáticos ofrecen una solución versátil y fiable para diversas aplicaciones, desde áreas industriales hasta aviación, aplicaciones ferroviarias y motores de automóviles de combustible.

These actuators are often used in pistons and ignition chambers of gasoline-powered vehicles, utilizing air ignition and gasoline to generate pressurized energy that moves the piston and converts the energy into the car’s crankshaft. They can also be powered by pressurized gas without ignition, providing a more efficient, cost-effective, and consistent mechanical force.

Los actuadores neumáticos también son esenciales para maquinaria de envasado y producción, compresores de aire, tubos de correo y dispositivos de transporte como aviones y ferrocarriles. Su versatilidad y fiabilidad los hacen ideales para diversas industrias, ya que proporcionan una solución rentable, eficiente y segura.