¿Cómo optimizar el funcionamiento de un actuador neumático?

Entendemos por neumática la tecnología que usa el aire comprimido para hacer funcionar un sistema técnico mecánico. En este sentido, las instalaciones neumáticas modernas utilizadas para sistemas de automatización incluyen varios subsistemas que tienen como finalidad generar y alimentar, distribuir, controlar y ejecutar tareas con aire comprimido. Cabe destacar que en un sistema neumático, la neumática complementa la mecánica, por lo que si existe un problema mecánico, la neumática no lo va a poder solucionar.

Pero, ¿cómo podemos optimizar el funcionamiento de un actuador neumático? Pongamos como ejemplo un elevador de un banco de rodillos para que las cajas suban o bajen, en función a las necesidades específicas:

Factores que intervienen en una aplicación neumática Antes de hacer ningún cambio, es importante analizar los elementos que intervienen en una aplicación neumática. Para ello, debemos preguntarnos cómo va a ser esta aplicación o en qué entorno se va a encontrar. En este sentido, debemos observar las condiciones de utilización, es decir, si el actuador debe hacer un movimiento frecuente o puntual. Asimismo, debemos tener en cuenta el entorno en el que se encuentra la instalación, por ejemplo, si éste es limpio o sucio porque hay mucha cantidad de polvo, si se encuentra al aire libre o en un entorno cerrado, si está sometido a agua, a elementos de limpieza o a temperaturas extremas, entre otros. Del mismo modo, la mecánica del sistema es otro de los factores a considerar, ya que esta condicionará toda la instalación neumática y su seguridad. Existen muchos otros elementos a tener en cuenta, como por ejemplo la formación de las personas que van a intervenir en la instalación.

“Tres factores claves antes de realizar cualquier optimización: las condiciones de utilización, el entorno y la mecánica del sistema”

Una vez examinada la instalación, es importante comprobar si todos los elementos que se van a aplicar en una instalación son útiles o no. Una forma sencilla de calcular el nivel de eficiencia de los productos es a través de un software de cálculo (LINK).

En este punto, debemos tener en cuenta las siguientes cuestiones para optimizar el consumo energético:

1.Ajuste de presión. En España el aire comprimido es una energía cuya generación y tratamiento es costosa ( 0,02€/m2), por lo que si multiplicamos coste por la cantidad de cilindros que podemos encontrar en cualquier fábrica, vemos que el consumo y por tanto la factura eléctrica es enorme. Para reducirla, debemos trabajar con la presión adecuada, es decir, con la presión más baja posible para que el sistema funcione correctamente, ya que a más baja presión, menos consumo eléctrico, y, por tanto, menos desgaste y más durabilidad de los componentes.

Ahorros que supone la reducción de presión del aire:

2. Cilindro neumático adecuado. Existen muchos tipos de cilindros neumáticos, por lo que es importante utilizar los que realmente se adapten a las necesidades específicas de cada instalación. Por ello, se deben elegir cilindros que mejor se adapten al entorno de trabajo (por ejemplo, tener en cuenta si el entorno es limpio o está expuesto a elementos de limpieza) para alargar su vida útil.

¿Cómo se puede mejorar?

En este caso, la mejor solución es poner una válvula reductora de presión pero con un antirretorno, ya que así no desgastaremos su membrana interna.

Asimismo, esta instalación se podría mejorar con una electroválvula con servopilotaje externo,  que permite diferenciar la presión de mando de la presión de potencia. Otras ventajas de las electroválvulas con servopilotaje externo son: la respuesta de las electroválvulas inmediata, aunque la unidad de mantenimiento incorpore válvula de arranque progresivo. Funcionamiento con Vacio si el aire es precario en cuanto a limpieza, filtrándolo en el servopilotaje se puede minimizar las averías y en caso de corte de energía por paro de emergencia, solo se cortaría el aire de potencia y no el servopilotaje y por lo tanto, no se perdería la posición de las correderas de las electroválvulas.

Mejoras logradas al reducir la presión

A modo de resumen, el hecho de bajar la presión supone las siguientes mejoras:

  • Ahorro de aire comprimido
  • Durabilidad de los elementos
  • Ajuste correcto de la presión de retorno
  • Un solo escape y, por consiguiente, menos mantenimiento
  • En entornos sucios, el aire de mando (servopilotaje) se puede filtrar
  • Aprovechamiento de la ley de gravedad y regulación de la presión del aire antes de la válvula (no se debe esperar a que el cilindro esté cerrado para poder regular la presión)

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Fuente: Asesor de Consultoría y Formación Albert Ortega.