Un sistema de automatización neumática está compuesto de tres grandes etapas: generación de aire comprimido; preparación del aire para ser utilizado, filtros de polvo, aceite y bacterias, secadores de aire por refrigeración o químicos; e instalación de líneas de distribución del aire desde el compresor hacia los puntos de uso. Básicamente, estos mecanismos permiten mejorar las condiciones de operación y seguridad operacional, en relación con aquellos montajes operados por personas.
La automatización neumática de procesos industriales es una de las más utilizadas en la era moderna. Este sistema se fundamenta en hacer de la energía, proporcionada por el aire atmosférico, y llevado a un estado de compresión, un método de producción rápido, limpio y seguro.
Entre las principales ventajas de esta tecnología destaca la rapidez de respuesta de sus componentes, ya que no requieren de circuitos de retorno del fluido. El fluido empleado para la transmisión tiene un tratamiento más simple y económico que el de otros sistemas.
Aplicaciones industriales
La industria moderna, cuyo negocio es la producción en serie, hoy está fundamentada en la automatización neumática, se justifica esta afirmación con algunos ejemplos de sectores donde esta tecnología es esencial: alimentario, farmacéutico, papel tisú. También la industria metalúrgica moderna está automatizando cada día más los procesos de fabricación en serie mediante la neumática, pintura robotizada, soldaduras o armado de componentes.
Las aplicaciones de la tecnología neumática son transversales a la industria, ya que prácticamente el 100% de las industrias tiene un compresor ya sea, para ser utilizado en un actuador neumático o soplar algún proceso, desde un invernadero a la gran minería, pasando por procesos pesqueros. Las aplicaciones y sectores con mayor potencial de implementación de estos sistemas son aquellos que requieren de mecanismos de automatización industrial y donde sea factible la instalación de tuberías de aire comprimido que ‘alimenten’ a los elementos del circuito neumático. En cuanto a los criterios para evaluar la integración de esta tecnología, las desventajas de los sistemas neumáticos es que tienen algunas pérdidas de presión cuando las líneas de transmisión son muy extensas. Por esta razón, uno de los principales aspectos a evaluar es la demanda del proceso; dimensionar correctamente el consumo permitirá el funcionamiento óptimo y estable del sistema. El consumo energético se puede evaluar de manera relativamente rápida, dado que normalmente la demanda se centra en el generador de presión.
Siempre existirán dudas en cuanto a los beneficios de automatizar, y esto se debe fundamentalmente a los costos de la implementación y mantenimiento de estos sistemas y del tratamiento del aire. No obstante, una vez implementados, son evidentes los beneficios en términos económicos, puesto que aumenta la producción; el consumo energético está dentro de márgenes razonables y el producto es limpio y de calidad.
Mantenimiento
Uno de los principales procesos de mantenimiento que se debe realizar en los sistemas neumáticos tiene que ver con el agua. Esta actúa como contaminante y es la principal agresión que afecta la vida útil de los componentes. Sin embargo, existen distintas alternativas que corrigen este defecto.
Los componentes son los que deben ser mantenidos y en correcta operación; una buena práctica de mantenimiento significa una extensión en la vida útil de todos los elementos neumáticos. El segundo criterio corresponde al correcto montaje, alineamiento y dimensionamiento de los elementos, sobre todo de los que realizan desplazamiento.
Se recomienda que, en primer lugar, se “prepare” el aire, aplicando un buen filtrado tanto para la red de distribución como para los puntos de aplicación según área de trabajo o componentes utilizados.
Otro punto importante, acota el profesional, es el control de fugas de aire que provocan caídas de presión y la consecuente disminución de las prestaciones de equipos neumáticos. Hay que considerar que con solo un mal apriete de un conector podría provocarse una fuga de aire. Los estudios desarrollados en neumática señalan que una fuga de tan solo 2 mm a 6 Bar puede generar en promedio hasta de varios millones en pérdidas al año. Esto ocurre casi siempre por despreocupación de la mantención, ya sea por mal diseño de las redes de aire, lo que debe realizarse con la regularidad adecuada a los ciclos de operación que determina el proveedor de equipo. Hay que pensar siempre en esquemas preventivos y de mitigación ad hoc a la realidad de la línea en cuestión.
Estándares y buenas prácticas
Economías modernas y manufactureras como Alemania, Italia y Francia tienen una serie de normas como la ISO 1219 que establece parámetros de uso. Existe, además, el Comité Europeo de Transmisiones Hidráulicas y Neumáticas (CETOP), que regula una serie de prácticas relacionadas con el uso.
Las buenas practicas relativas al ahorro de energía en el consumo neumático pueden llegar a representar el 5% del ahorro en la factura eléctrica de una planta. Hoy en la industria nacional no existe consenso en qué lugar se debe montar un compresor o sobre el material con el que se debe construir la red de aire. En general, se deben cumplir las buenas prácticas de modelado de procesos industriales y de gestión de estos, comenzando desde su formulación inicial. Asimismo, hay que asegurar la calidad de la operación mediante el constante monitoreo y mejora continua, como en cualquier ámbito de la ingeniería.
La configuración de un programa de mantenimiento preventivo aumentará la longevidad de los sistemas tanto neumáticos como los controladores lógicos programables (PLC) y minimizará la posibilidad de un mal funcionamiento del sistema.
El programa de mantenimiento preventivo dependerá del entorno, cuanto más duro sea el entorno, más frecuente será el mantenimiento necesario.