Conceptos básicos |
CONCEPTOS BÁSICOS Industrialmente, la neumática y la hidráulica son técnicas que consisten en dar presión a un fluido (aire o aceite respectivamente), lo canalizan y dirigen hacia receptores que desplazan objetos mediante la fuerza que ejerce esa presión. Hay varios parámetros que influyen en estas técnicas, y que son: |
TEMPERATURA Es una medida del movimiento de los átomos y moléculas que componen un material, y el estado teórico de velocidad nula de las partículas corresponde al cero absoluto en la escala Kelvin. Pero la medida de la temperatura se realiza comunmente con la escala Celsius, basada en los puntos de congelación y ebullición del agua. |
VOLUMEN Y CAUDAL
El volumen es el contenido de un recipiente, y en el Sistema Internacional se mide en metros cúbicos (m³), que es el contenido de un cubo que tenga un metro de arista. Pero esta medida es muy grande para las técnicas neumáticas e hidráulica, por lo que es más corriente usar el litro (1000 litros = 1 m³) o el centímetro cúbico (106 cm³ = 1 m³; 1000 cm³ = 1 litro). Se simboliza con la letra V.
El caudal es la cantidad de volumen que atraviesa una sección durante una unidad de tiempo. Se suele medir en litros por minuto o litros por segundo. El caudal se simboliza con la letra Q.
PRESIÓN |
Es la medida de la concentración de una fuerza respecto a la superficie en que se aplica, y viene dada por la expresión: p = F / S Cuanto mayor sea la fuerza o menor la superficie en que se aplica, mayor presión existe. La presión se simboliza mediante la letra p (minúscula). En neumática e hidráulica se da presión a un fluido y se traslada éste hasta émbolos que se desplazan por efecto de la fuerza que ejerce el fluido sobre la superficie. Evidentemente, esta fuerza viene dada por la expresión: F = p · S |
La presión absoluta del fluido actúa sobre una cara del cuerpo que se quiere desplazar, y sobre la cara opuesta actúa normalmente la presión atmosférica. La fuerza neta sobre el objeto en realidad viene dada por la diferencia entre ambas presiones, y a este valor se le llama presión relativa o manométrica. En la industria a la presión relativa se le llama presión de trabajo, que es el valor con el que trabajaremos en lo sucesivo.
La unidad de presión en el Sistema Internacional es el Pascal (Pa) equivalente a la presión que ejerce una fuerza de 1Newton sobre un metro cuadrado de superficie. Pero este valor es muy bajo, por lo que la presión de trabajo se suele medir en atmósferas, en bares o en megapascales:
1 atm ≈ 1 bar = 1 kp/cm² ≈ 0,1 MPa
ENERGÍA Y POTENCIA
La energía neumática es el trabajo que realiza el fluido, y que se calcula como el producto de la fuerza que ejerce éste por el desplazamiento que produce:
E = p · S · x
La potencia vuelve a ser la velocidad con se genera o consume una energía, que se traduce en la expresión:
P = p · S · x/t
Por otro lado, el producto S · x es el volumen que hay dentro del espacio en que actúa el fluido, por lo tanto la expresión de la potencia neumática o hidráulica viene dada por:
P = p · Q
Con los parámetros anteriormente vistos se diseñan las instalaciones, determinando la potencia que debe tener la bomba, el diámetro y rugosidad de las tuberías, tamaño de las válvulas, etc.