Cilindros neumáticos, tipos y aplicaciones

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Los cilindros neumáticos tuvieron sus primeras aplicaciones en el sector automotriz, eléctrico, alimentario y el de embalajes; sin embargo, cada vez se amplían más las aplicaciones de estos componentes y se incluyen usos como movimiento de plataformas y elevadores, apertura o cierre de válvulas, robots industriales, sistemas de envasado, entre muchos otros.

En este post descubrirás las aplicaciones industriales de los cilindros neumáticos, sus ventajas y los tipos más comunes.

Los cilindros neumáticos, también conocidos como actuadores neumáticos, son unidades que convierten la energía potencial del aire comprimido en movimiento (energía cinética) o en fuerza prensora. Un cilindro neumático consiste, básicamente, en un cilindro provisto de un embolo o pistón.

Existe una gran variedad de formas y tamaños de cilindros, normalmente se fabrican con las siguientes especificaciones:

  • Diámetro: entre 6 a 320 mm
  • Carreras: de 1 a 2000 mm
  • Fuerza: de 2 a 50000 Newtons (N)
  • Velocidad de émbolo: 20 mm/s a 1 m/s

Tipos de cilindros neumáticos de acuerdo a su construcción
Los cilindros neumáticos se pueden clasificar en relación con su construcción, algunos de los tipos más importantes son:

  • Cilindros de efecto simple: este tipo de cilindros generan dos movimientos, uno debido al aire comprimido y otro por acción antagonista, generalmente, debida a un resorte colocado dentro del cilindro. El símbolo ISO que se utiliza aparece en la Figura 1, y significa que tiene una sola conexión de entrada de aire y un muelle de retroceso.
    Figura 1. Símbolo ISO de cilindro de efecto simple.
    Fuente: portaleso.com
  • Cilindros de doble efecto: en este caso el trabajo se aprovecha en dos direcciones, y el pistón es accionado en ambas carreras. Posee dos conexiones de entrada y no tiene muelle de regreso, por lo tanto, la fuerza ejercida por el aire comprimido puede dirigirse en ambas direcciones del émbolo.
    Figura 2. Símbolo ISO de cilindro de doble efecto.
    Fuente: portaleso.com
  • Doble pistón o en tándem: se trata de cilindros acoplados en serie con un vástago en común. Cuando se aplica presión de manera simultánea sobre los dos émbolos se obtiene una fuerza de casi el doble de la de un cilindro convencional con el mismo diámetro.
  • Cilindros acoplados de acción independiente: cilindros unidos por sus tapas traseras, se pueden operar de manera independiente. Se trata de un dispositivo multi-posicionador sencillo y económico.
  • Sin vástago: en este tipo de cilindros el movimiento de transmite del pistón a la carga mediante un carro acoplado mecánicamente al pistón. Existen diversas variantes de cilindros sin vástago. En la Figura 3 se muestra el símbolo ISO de un cilindro de doble efecto sin vástago.
    Figura 3. Símbolo ISO de cilindro de doble efecto.
    Fuente: portaleso.com
  • Cilindro con imán incorporado: incorporación de un imán en el pistón, el cual se utiliza para controlar otros componentes del sistema como: actuadores, contadores, emitir señales luminosas, actuar contactores, relés, PLC, inclusive controlar su propio movimiento.

Los anteriores son sólo algunos de los tipos más comunes, sin embargo existen muchos otros tipos de cilindros neumáticos con ventajas y aplicaciones específicas.

Aplicaciones industriales de los cilindros neumáticos

Se utilizan principalmente en aplicaciones de automatización que requieren de movimientos rápidos pero de precisión limitada.

Aunque las aplicaciones de estos componentes van en aumento constante, en general se considera que si existe un sistema compresor, un componente neumático tendrá muchas posibilidades, por ejemplo en la industria química, en procesos de galvanización, industria alimentaria, del plástico, agrícola y explotación forestal, maderera y aviación.

Ventajas de los cilindros neumáticos

Sistema: para que un cilindro neumático pueda ser utilizado se requiere de un sistema sencillo compuesto principalmente por un compresor, sistemas de distribución (tuberías, electro-válvulas, etcétera), dispositivos de control y protección y elementos de trabajo (cilindro neumático).

Simplicidad de diseño y control: los componentes neumáticos son sencillos, facilitan el montaje y se cuenta con un control relativamente sencillo.

Elección de movimientos: esta es una de las principales ventajas que ofrecen los cilindros neumáticos, ya que permiten movimientos lineales (abrir, cerrar), movimientos angulares (brazos bionicos más avanzados), así como velocidades fijas (taladrar) o continuamente variables (excavación).

Precio: la instalación es muy económica y requiere muy poco mantenimiento.

Resistencia al entorno: dependiendo del material de construcción, las temperaturas, polvo o atmósferas corrosivas no afectan su funcionamiento.

Fiabilidad: el uso de cilindros es un sistema muy fiable gracias a su velocidad de reacción.

Seguridad: no posee características explosivas, no producen calor en exceso, en caso de fallo solo se detiene el sistema al que está colocado.

Los cilindros neumáticos se posicionan como una de las alternativas más importantes para automatización industrial; facilitando las actividades de producción y aumentando la productividad, eficiencia y calidad de los procesos.

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