¿Qué es un cilindro neumático?
Un cilindro neumático es un tipo de dispositivo utilizado para generar fuerza a partir de la energía del gas presurizado. El cilindro neumático básico consiste en una cámara cilíndrica con un pistón móvil y canales de admisión y escape. Cuando se bombea aire comprimido u otro gas al fondo del cilindro, el gas se expande, empujando el pistón móvil hacia arriba y generando fuerza. Los cilindros neumáticos, también conocidos como cilindros de aire, tienen ventajas sobre el sistema hidráulico en algunos casos y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones.
Para operar el cilindro, primero se debe presurizar un gas, como el aire. Esto se puede hacer usando una bomba. Dado que el aire generalmente existe a presión atmosférica, las bombas se utilizan para forzar un cierto volumen de aire en un espacio más pequeño, lo que hace que su presión aumente por encima del nivel atmosférico. El aire presurizado almacena la energía utilizada para comprimirlo. Cuando se le permite expandirse, este aire tenderá a despresurizarse nuevamente a su presión atmosférica original.
Un cilindro neumático funciona según este principio. El aire se comprime y luego se dirige a la cámara cilíndrica debajo de un pistón móvil. El aire presurizado ejerce fuerza contra la base del pistón, haciendo que el pistón se mueva hacia arriba a través del cilindro hueco. Una varilla se extiende desde la base del pistón hasta la parte superior del cilindro. Cuando el aire comprimido se expande en el espacio dado y mueve el pistón hacia arriba, esta varilla también se mueve, proporcionando una forma de mover otros elementos mecánicos.
La posición del pistón en un cilindro neumático está controlada por una válvula que dirige el aire comprimido hacia la parte superior o inferior del cilindro. Cuando el extremo de la varilla, o la parte superior, del cilindro se llena con aire a presión, el pistón se mueve hacia abajo, y el aire debajo del pistón se expulsa a través de un tubo de escape. El aire presurizado que ingresa a la base mueve el pistón hacia arriba, y el aire sobre el pistón se expulsa. Este sistema permite que el cilindro sea operado repetidamente para generar fuerza.
Los sistemas neumáticos tienen varias ventajas sobre la hidráulica, que usa agua u otro fluido para generar movimiento mecánico. El aire de escape de un cilindro neumático se puede liberar al aire circundante sin problemas ambientales. El aire es fácil de obtener y presurizar. Además, las fugas no son una preocupación con los sistemas neumáticos. Las desventajas de la neumática incluyen la necesidad de operar dichos sistemas a alta presión, lo que puede ser peligroso, así como la necesidad de mantener el aire limpio y filtrado.
Varios dispositivos mecánicos familiares usan neumáticos. Las pistolas de clavos, utilizadas en la construcción para clavar clavos en madera u hormigón, extraen su fuerza de uno o más cilindros neumáticos. Otros ejemplos incluyen bombas de bicicleta y los frenos de aire utilizados en autobuses y camiones. Además de las aplicaciones de consumo, los cilindros neumáticos también se usan ampliamente en entornos industriales, como plantas de envasado y talleres mecánicos.