Tema 3: Neumática e Hidráulica

 La hidráulica 

Los sistemas hidráulicos se basan en el principio de Pascal, según el cual la presión ejercida en un punto cualquiera de un líquido que llena totalmente el espacio que lo limita, se transmite instantáneamente en todas direcciones.
La dinámica de los líquidos se basa en dos magnitudes fundamentales: el caudal y la presión.
El caudal es el volumen de fluido que, en la unidad de tiempo, fluye a través de una sección. Se calcula mediante la expresión:

Se define la presión como la componente perpendicular de la fuerza que se aplica sobre una superficie. Se obtiene mediante la expresión:

 Componentes de los sistemas hidráulicos 

El líquido a presión con el que trabajan los sistemas hidráulicos es, generalmente, un aceite de origen mineral (aceites hidráulicos).
Una bomba hidráulica genera la presión en el líquido y su movimiento.
Mediante conductos rígidos o flexibles, según el caso, capaces de soportar la presión correspondiente, el líquido va de la bomba al cilindro.
El cilindro es el elemento activo que produce el movimiento. El cilindro tiene en su interior un émbolo o pistón que se desplaza longitudinalmente cuando accede el líquido. Según la manera como éste acciona el pistón, los cilindros pueden ser de efecto simple o de efecto doble.
Además de los cilindros, existen también los motores hidráulicos o hidromotores, que funcionan cuando el líquido a presión actúa sobre ruedas dentadas produciendo un movimiento rotativo.
El caudal o la dirección del líquido que llega hasta los cilindros se controla mediante válvulas, que pueden ser automáticas o manuales. El comando de las válvulas automáticas puede ser eléctrico, mecánico o hidráulico.

 Aplicaciones de los sistemas hidráulicos 

Los sistemas hidráulicos presentan las siguientes ventajas:

• Pueden transmitir fuerzas importantes con elementos de dimensiones relativamente pequeñas.
• Los elementos móviles se quedan en posiciones muy exactas.
• El movimiento es regular y suave.
• Presentan pocos problemas de calentamiento.

No obstante presentan algunos inconvenientes:

• Contaminación en caso de fugas.
• Variación de la viscosidad del líquido con la temperatura exterior, lo que puede hacer variar la respuesta de los elementos móviles.

En la actualidad estos sistemas tienen numerosas aplicaciones: movimientos en máquinas herramienta, prensas, máquinas de moldear por inyección o laminadoras, máquinas de obras públicas de elevación y transporte, para minería, agricultura, etc.

 Sistemas pneumáticos o de aire comprimido 

En el sistema pneumático, también denominado de aire comprimido, el fluido que permite la transmisión de la fuerza es el aire a presión. Para la compresión del aire se utiliza el compresor.
De la misma manera que en los sistemas hidráulicos, el aparato que ha de producir el trabajo recibe el aire mediante conducciones, con válvulas intercaladas, también manuales o automáticas, que regulan el caudal y el sentido de movimiento del fluido.

 Propiedades y aplicaciones de los sistemas pneumáticos 

En muchos casos, el sistema pneumático es preferible al hidráulico: es muy resistente a las sobrecargas, la transmisión es rápida y el almacenaje de aire es fácil. En el caso de los motores rotativos la velocidad es elevada.
El abanico de posibles aplicaciones de los sistemas pneumáticos es muy amplio: sistemas de freno y embrague, mecanismos de abertura y cierre de puertas, perforadoras y otras máquinas de obras públicas, minería, etc.