Mangueras y tubos neumáticos explicados
Figura 1: Los componentes neumáticos como válvulas, cilindros o reguladores de presión generalmente se conectan a la línea principal de suministro de aire mediante tubos o mangueras flexibles.
Los tubos y mangueras neumáticos transportan aire comprimido desde el almacenamiento hasta donde se necesita. Permiten el funcionamiento de maquinaria, la activación de controles y el transporte de materiales o muestras con eficiencia y precisión. Este artículo cubre los fundamentos de las mangueras y tubos neumáticos. Analiza su forma constructiva, sus usos y cómo elegir los adecuados.
Tabla de contenidos
- Comprendiendo las mangueras y tubos neumáticos
- Distribución en sistemas neumáticos
- Materiales
- Selección de una manguera o tubo para un sistema neumático
- Preguntas frecuentes
Comprendiendo las mangueras y tubos neumáticos
Los sistemas neumáticos utilizan mangueras y tubos para mover aire o fluidos. Las mangueras son flexibles para entornos con movimiento significativo. Los tubos son rígidos, lo que los hace buenos para rutas fijas. Conocer los diámetros internos y externos ayuda a elegir el adecuado para una aplicación.
Mangueras neumáticas
Las mangueras pueden manejar altas presiones y son ideales para situaciones donde las conexiones deben desconectarse y reconectarse con frecuencia. Generalmente son más robustas y flexibles. Las mangueras se especifican por su diámetro interno (ID). Esta dimensión controla el volumen de aire o fluido que puede pasar a través de la manguera, afectando el caudal y la presión.
Las mangueras generalmente vienen con accesorios preinstalados en ambos extremos. Los circuitos de control para cilindros y actuadores a menudo utilizan tubos con diámetros más pequeños, típicamente entre 3,2 mm y 9,5 mm (1/8 de pulgada a 3/8 de pulgada). Se prefieren para aplicaciones más exigentes y se manejan y transportan con frecuencia en entornos de fábricas y talleres.
Figura 2: Una manguera neumática
Tubos neumáticos
Los tubos son más rígidos que las mangueras y se utilizan típicamente si la ruta de suministro de aire no cambiará y las partes conectadas no se moverán. Los tubos se especifican típicamente por su diámetro externo (OD). Los diámetros externos típicos de los tubos para las líneas principales de suministro de aire varían de 6,3 mm a 12,7 mm (1/4 de pulgada a 1/2 pulgada).
Figura 3: Tubos de aire de poliuretano
Distribución en sistemas neumáticos
El funcionamiento y rendimiento de los sistemas neumáticos dependen de la eficacia con la que el aire comprimido se mueve desde la fuente a otros componentes (por ejemplo, actuadores, válvulas y herramientas). El aire puede moverse a través de tuberías rígidas o flexibles del compresor de aire.
Tuberías rígidas para la distribución de aire
En grandes espacios industriales, se utilizan tuberías neumáticas resistentes para transportar aire comprimido. Estas tuberías son duraderas y pueden resistir los golpes que se ven a menudo en talleres ocupados. Estas tuberías están hechas de materiales resistentes como aluminio, cobre, acero inoxidable o PVC rígido para durar mucho tiempo. Sin embargo, la instalación de estas tuberías puede ser un desafío debido a:
- Mano de obra intensiva y costosa
- Potencial de fugas
- Sensibilidad ambiental
Mangueras flexibles
Para instalaciones más pequeñas o temporales, las mangueras flexibles presentan una alternativa versátil y adaptable a las tuberías rígidas. Fabricadas con materiales como HDPE ligero o goma resistente, las mangueras flexibles son lo suficientemente resistentes para uso industrial.
También son mucho más fáciles de instalar y cambiar. Su flexibilidad es muy útil en lugares donde las líneas de aire necesitan moverse o ajustarse con frecuencia. Esto ayuda a reducir el número de accesorios necesarios y hace que el sistema sea menos afectado por los cambios de temperatura.
Conexiones a componentes neumáticos
El paso final en un sistema de suministro de aire es la conexión a partes neumáticas que gestionan el flujo principal de aire, como válvulas, cilindros y reguladores de presión. Las mangueras y tubos neumáticos se conectan a los aparatos mediante racores, diseñados específicamente para garantizar una conexión segura y sin fugas. Estos racores vienen en varios tipos, incluyendo conexiones rápidas, racores de compresión, y racores roscados.
Los racores de conexión rápida ofrecen una instalación y remoción rápida, ideales para sistemas que requieren modificaciones frecuentes. Los racores de compresión crean un sello fuerte para aplicaciones de alta presión. Los racores roscados proporcionan una conexión segura en sistemas que no se mueven.
Materiales
Las mangueras pueden estar construidas de múltiples capas, incluyendo un trenzado de nylon entre las capas interna y externa. Esta forma constructiva mejora la durabilidad y asegura que la manguera pueda soportar varios desafíos operativos. El material interno debe ser resistente a aceites y condensados, mientras que el material externo debe proteger contra las condiciones atmosféricas.
Tabla 1: Materiales para tubos y mangueras neumáticas
| Material | Descripción |
|---|---|
| Poliuretano | Duradero y altamente resistente al desgaste, este material combina las propiedades del plástico y el caucho. Es conocido por su resistencia, flexibilidad, resistencia a los pliegues y a los productos químicos, y puede manejar presiones superiores a 10.3 bar (150 psi). |
| Polietileno | Preferido para tuberías directas, bueno para situaciones de baja presión, puede plegarse, puede manejar hasta 9.3 bar (135 psi), asequible, ligero y químicamente neutro, con un rango de temperatura limitado. |
| Silicona | Conocida por su excelente estabilidad térmica y flexibilidad, este material es perfecto para usos a altas temperaturas. Resiste la intemperie y el ozono, funciona bien en un amplio rango de temperaturas, puede manejar hasta 6.9 bar (100 psi), es químicamente inerte y es adecuado para aplicaciones médicas y de grado alimenticio. |
| Poliamida | Conocida por su excelente resistencia mecánica y resistencia a la abrasión, ofrece alta resiliencia y dureza, adecuada para aplicaciones de alta presión, típicamente clasificada para presiones de hasta 13.8 bar (200 psi), exhibe buena resistencia química, es ligera y mantiene el rendimiento en un amplio rango de temperaturas |
Selección de una manguera o tubo para un sistema neumático
Esta sección proporciona descripciones detalladas de los factores a considerar al elegir una manguera o tubo para un sistema neumático.
Requisitos de la aplicación
- Presión de funcionamiento: Conozca la presión máxima de funcionamiento del sistema. Las mangueras y tubos, incluidas las mangueras de compresor de aire, tienen diferentes clasificaciones de presión. Elegir una que no pueda soportar la presión del sistema puede causar fallos.
- Rango de temperatura: Considere el rango de temperatura en el que operará el sistema. Algunos materiales pueden volverse frágiles y agrietarse en temperaturas frías, mientras que otros pueden ablandarse y deformarse bajo altas temperaturas.
- Medio: Identifique el tipo de medio (aire, agua, aceite, etc.) que fluirá a través de la manguera o tubo. Algunos materiales son más adecuados para ciertos tipos de medios debido a la compatibilidad química. Por ejemplo, una manguera de aire está específicamente diseñada para medios de aire. Lea nuestra guía de compatibilidad química para obtener más información.
- Entorno: Considere elementos externos como la exposición a productos químicos, luz UV, abrasión y temperaturas extremas, ya que pueden afectar la vida útil y el rendimiento de una manguera o tubo.
Manguera vs tubo
- Flexibilidad: Las mangueras, como las mangueras de aire, son generalmente más flexibles que los tubos, lo que las hace ideales para piezas móviles o aplicaciones donde la manguera necesita ser enrutada alrededor de obstáculos.
- Costo: Los tubos suelen ser menos costosos que las mangueras y son una solución rentable para aplicaciones donde la flexibilidad no es un factor crítico.
- Instalación: Considere la facilidad de instalación. Los tubos pueden ser más fáciles de instalar en espacios reducidos debido a su rigidez.
Figura 4: Una manguera enrollada se usa a menudo en talleres con herramientas neumáticas
Tamaño y longitud de la manguera de aire
- Diámetro interno (DI): El DI debe ser lo suficientemente grande para manejar el caudal sin causar una caída de presión excesiva, pero no tan grande como para ser innecesariamente voluminoso o costoso. Al elegir entre una manguera de aire de 1/4 vs 3/8, considere los requisitos de flujo y la caída de presión.
- Longitud: Considere la longitud necesaria para la aplicación, incluyendo márgenes para dobleces y enrutamiento. Evite longitudes innecesarias que puedan provocar caídas de presión y posibles enredos o daños. Una tabla de tamaños de mangueras para compresor de aire puede ser útil para determinar la longitud y el diámetro apropiados.
Requisitos especiales
- Propiedades antiestáticas: En entornos donde la electricidad estática es una preocupación, considere mangueras o tubos con propiedades antiestáticas.
- Personalización: Para aplicaciones altamente especializadas, los fabricantes pueden producir mangueras y tubos personalizados que cumplan con dimensiones específicas, clasificaciones de presión y requisitos de materiales. Esto incluye mangueras con varias capas, paredes reforzadas para mayor resistencia o cables conductores incorporados para la descarga estática en áreas donde la electricidad estática podría ser peligrosa.
- Estándares y certificaciones: Las mangueras y tubos neumáticos a menudo deben cumplir con estándares y certificaciones específicas de la industria para garantizar que sean seguros y efectivos para su uso previsto. Estos pueden incluir estándares relacionados con la seguridad alimentaria, uso médico o resistencia a las llamas, entre otros.
- Factores de seguridad: Las mangueras y tubos neumáticos están diseñados con un factor de seguridad, típicamente en el rango de 3:1 a 4:1. Esto significa que la presión de ruptura de la manguera o tubo es de tres a cuatro veces mayor que la presión máxima de operación. Este factor de seguridad es crucial para prevenir accidentes y asegurar la integridad del sistema bajo condiciones inesperadas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la tubería neumática?
La tubería neumática transporta aire comprimido para operar herramientas y sistemas neumáticos, fabricada con materiales como poliuretano o nylon.
¿Cómo se mantiene la tubería de aire comprimido?
Inspeccione regularmente en busca de fugas, asegure una instalación adecuada y reemplace las secciones dañadas o desgastadas.
¿Cuál es la diferencia entre una manguera de aire de 1/4 vs 3/8?
Una manguera de aire de 1/4 es más ligera y flexible, adecuada para herramientas de baja demanda, mientras que una manguera de aire de 3/8 proporciona más flujo de aire para herramientas de alta demanda.
¿Cómo elijo el tamaño correcto de manguera para compresor de aire?
Elija el tamaño de manguera para compresor de aire basándose en el caudal requerido, la distancia desde el compresor y el consumo de aire de la herramienta.
