Comparativa de Sistemas de Potencia Fluida
Neumática
Ventajas
- El aire es muy abundante y gratuito.
- Es fácilmente transportable y permite su almacenamiento en depósitos mediante compresores.
- Su funcionamiento es independiente de la temperatura.
- Es muy limpio y no contamina.
- Es antideflagrante.
- Es desechable.
- Admite sobrecargas.
- Fácil obtención de movimientos lineales.
- Fácil instalación y componentes baratos.
Desventajas
- La energía utilizada en su funcionamiento es más cara.
- El aire contiene suciedad y, sobre todo, agua que debe eliminarse para su utilización.
- Están limitados en sus desplazamientos.
- Es compresible, lo que implica que no se puede detener un actuador neumático en un punto intermedio de su recorrido fijo.
- Permiten poca regulación.
- No responden bien ante pequeños esfuerzos, debido también a la compresibilidad del aire.
- Es muy ruidoso.
Oleohidráulica
Ventajas
- Es incompresible, lo que permite una buena regulación y responden bien ante pequeños esfuerzos.
- Permite alcanzar presiones muy elevadas (realizar esfuerzos muy grandes en los actuadores hidráulicos).
- No son tan ruidosos como los neumáticos.
- Permite realizar esfuerzos muy grandes con componentes de reducido tamaño.
- El fluido se reutiliza por un periodo muy largo de tiempo.
- Es fácilmente transportable mediante tuberías.
- Fácil obtención de movimientos lineales y fácil instalación.
Desventajas
- El aceite no es muy abundante y su precio es alto.
- Algunas de sus características, como la viscosidad, varían con la temperatura.
- Es muy sucio y contamina.
- Es inflamable.
- No es desechable.
- No admite sobrecargas.
- Componentes más caros que los neumáticos.
- Su uso y mantenimiento es muy peligroso.
Principios Físicos y Fenómenos en Fluidos
Principio de Pascal
El principio de Pascal dice que la presión ejercida sobre un fluido, confinado en un recipiente, se transmite de forma instantánea y con igual intensidad en todos los sentidos. Según este principio, las presiones ejercidas sobre un fluido se transmiten en el seno de este de igual forma en todas direcciones y actúan de manera perpendicular sobre las paredes del recipiente que lo contiene.
Efecto Venturi
Las partículas del fluido que pasan por un estrechamiento aumentan su velocidad y, por tanto, disminuye su presión. A esta disminución de presión se denomina Efecto Venturi. Como consecuencia, si hacemos pasar aire a alta velocidad por una tubería que tiene un estrechamiento, y justo ahí colocamos un tubo que lo comunica con un depósito de otro fluido, en el interior se producirá una depresión que hará que el fluido se eleve hasta salir por el tubo.
Cavitación
Cuando la presión del aceite desciende por debajo de la tensión de vapor del aceite, más la presión del aire que se encuentra en el circuito, se producen unas burbujas de vapor que dan lugar al proceso de cavitación. Las burbujas en el aceite interrumpen el curso del fluido, produciendo choques con las paredes de las tuberías, válvulas y bombas. Son muy perjudiciales para los elementos y bombas.
La cavitación también puede deberse a la excesiva velocidad del aceite, que supone una pérdida de carga y pérdida de presión del fluido. Ejemplos: filtro sucio y un depósito pequeño.
Otros Aspectos del Aceite Hidráulico
- Presión de vapor: Tendencia del aceite a evaporarse.
- Punto de fluidez: Temperatura más baja a la que puede fluir un líquido.
- Poder antiespumante: Capacidad del aceite para no mezclarse con el aire.
- Poder antiemulsivo: Propiedad que posee el aceite para no mezclarse [con el agua].
- Punto de congelación: Asociada a la viscosidad en el frío y temperatura a la que el líquido se solidifica.
- Punto de inflamación: Temperatura mínima a la que el aceite puede arder.
Tipos de Compresores
Compresores Alternativos
Están constituidos por un émbolo que se mueve de forma alternativa en el interior de un cilindro, mediante un cigüeñal accionado por un motor eléctrico o de combustión. Dispone también de dos válvulas, una para la entrada del aire y otra para la salida del aire comprimido.
- El aire entra en el cilindro a través de la válvula de entrada, que permanecerá abierta. Durante este tiempo, la válvula de salida permanece cerrada.
- Posteriormente, el émbolo subirá comprimiendo el aire. Durante este ciclo ambas válvulas permanecerán cerradas.
- Se abrirá la válvula de salida, enviando el aire comprimido al depósito de aire comprimido.
Compresores Rotativos
Compresores de Paletas Deslizantes Centrífugas
Consta de un rotor en el interior de una carcasa circular, denominada estátor. Dispone de unas paletas que se deslizan dentro de unas ranuras radiales practicadas en el rotor. La situación del rotor hace que las cavidades formadas en el interior del compresor no sean iguales. Las cavidades cercanas a la entrada del aire atmosférico son mayores. Por tanto, el aire del exterior sufrirá un proceso de compresión antes de enviarlo al depósito.
Compresor de Tornillo
Utiliza dos rotores helicoidales que engranan, girando en sentido contrario. Estos compresores necesitan aceite lubricante, que además cierra herméticamente ambos tornillos rotativos.
Turbocompresor Radial
Su funcionamiento es muy similar al de una turbina, solo que en este caso los álabes, en lugar de producir trabajo, lo consumen. Dispone de un rotor en el que están acoplados, uno detrás de otro, varios álabes que van comprimiendo el aire por etapas.