Sobre B-NEUM - Actualización 2019-2020

Aquí podréis encontrar material de apoyo para profundizar en el conocimiento de la asignatura.

Se están arreglando algunos enlaces caídos y se están añadiendo nuevos vídeos y contenidos.

Para que las entradas sigan el orden del temario en vez de el orden de publicación se cambiarán las fechas de publicación.

Además el uso de etiquetas permite acceder a los contenidos más rápidamente.

Contenido del curso

Tema 0: Introducción a los Sistemas Automáticos


Tema 1: Introducción a la neumática

1.1. Introducción a la tecnología neumática.
1.2. Fundamentos físicos del aire (comprimido).
1.3. Producción del aire comprimido.
       1.3.1. Producción de aire comprimido
       1.3.2. Secado de aire comprimido
       1.3.3. Tratamiento del condensado
1.4. Distribución del aire comprimido. Elementos de una instalación.
1.5. Preparación del aire comprimido.
1.6. Calidad del aire.
1.7. Ahorro de energía.

Tema 2: Cálculos

2.1. Cálculo de una instalación neumática
2.2. Cálculo de actuadores neumáticos
2.3. Software para cálculo, dimensionamiento, selección

Tema 3: Circuitos Neumáticos Básicos

3.1. Componentes neumáticos.
3.1B. Práctica Catálogo.
3.2. Simbología Neumática.
3.3. Estructura de un esquema neumático.
3.4. Circuitos neumáticos básicos
3.5. Circuitos neumáticos con métodos sistemáticos

Tema 4: Introducción a la Electroneumática

4.1. Introducción a la Electroneumática
4.2. Introducción a la Electricidad
4.3. Componentes y simbología en electroneumática
4.4. Prácticas Electricidad
4.5. Estructura de un esquema electroneumático
4.6. Prácticas Electroneumática: 1 actuador
4.7. Prácticas Electroneumática: varios actuadores

Tema 5: Sensores

5.0. Introducción a los sensores industriales
5.1. Los nuevos sensores con IO-Link

5.3. Práctica "Sensores de Proximidad"

Tema 6: Autómatas Programables

6.0. Introducción a los autómatas programables


Tema 7: Hidráulica

7.1. Introducción a la hidráulica industrial
7.2. Fundamentos físicos de la tecnología hidráulica

7.10. Prácticas Hidráulica

Tema 0: Introducción a los Sistemas Automáticos

Aunque nuestra asignatura se centra más en la neumática (y electroneumática) e hidráulica (y electrohidráulica) la combinaremos con otras más centradas en los autómatas y su programación.

En este apartado os dejaré algunos vídeos (algunos más técnicos y otros más divulgativos) sobre los sistemas automáticos.

Lo primero es recordar que es la automatización industrial:

La Automatización Industrial es la aplicación de diferentes tecnologías para controlar y monitorizar un proceso, máquina, aparato o dispositivo que por lo regular cumple funciones o tareas repetitivas, haciendo que opere automáticamente, reduciendo al mínimo la intervención humana.

El Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de Escuela superior de Ingenieros Industriales de Vigo y el portal instrumentacionycontrol.net nos ofrecen el curso Curso de Automatización y Control a través de youtube. El primer tema, "Introducción a los sistemas automáticos" nos sirve como introducción y acercamiento a la asignatura.

En el siguiente vídeo corto se explica la pirámide de la automatización. Nuestra asignatura abarca el primer nivel y enlaza con el siguiente.

Con la llegada de la llamada industria 4.0 la base de la pirámide no cambia, pero sí afectará a la forma en la que que nos vamos a "relacionar" con ella y en las formas de realizar las tareas mantenimiento en el futuro.

En este momento, las últimas "novedades" en automatización están relacionadas con el trabajo "administrativo" de la industria. Se conoce como RPA (Robotic Process Automation) en inglés.

La automatización de procesos mediante robots  es toda tecnología orientada al uso de software con el objetivo de disminuir la intervención humana en el uso de aplicaciones informáticas, especialmente en tareas repetitivas que varían muy poco en cada iteración. 

Centrándonos en nuestra asignatura, os dejo la parte inicial una conferencia sobre la neumática en la automatización. Empieza con los conceptos básicos, de nuevo la pirámide de la automatización (haciendo hincapié en la importancia de la base) y compara la automatización neumática, hidráulica y eléctrica.




Otros vídeos:

Encuentro, el canal educativo y cultural del Sistema Federal de Medios y Contenidos Públicos de la Argentina, he emitido una serie de 4 documentales cortos (20 min.) sobre automatismos muy interesantes y entretenidos. 

El contenido de la serie es el siguiente:

1. Automatismos Naturales y Artificiales

2. Automatismos Domésticos

3. Automatismos Industriales

4. Automatismos Avanzados

El siguiente documental aborda el efecto de la automatización en el empleo, ya que cada vez es menor la necesidad de trabajadores en muchos sectores.

Como contraste, os dejo un vídeo de 1955 en el que se anima a automatizar todos los procesos de producción: desde la recepción del material hasta la expedición del producto. Lo más sorprendente es apreciar lo avanzada que esta la automatización entonces. Está en inglés, pero como es americano se entiende muy bien.

Tema 1.1. Introducción a la tecnología neumática

Para empezar tenemos un vídeo corporativo de PARKER con una breve definición de la tecnología neumática.

¿Qué es la neumática?

A continuación dos vídeos cortos, otro de PARKER y uno de FESTO y  que nos sirven de introducción a la tecnología neumática/electroneumática que veremos en la asignatura.

¿Qué ventajas tiene la utilización de la energía neumática?

En el siguiente vídeo (también de PARKER), podemos ver de que elementos está compuesto un sistema neumático típico y como funciona. La parte de producción y preparación del aire comprimido se desarrollará en profundidad en este tema, mientras que la parte de utilización se abordará en la parte de esquemas neumáticos y electroneumáticos.

El aire comprimido tiene innumerables aplicaciones; os dejo un artículo muy interesante sobre ello:

• Aplicaciones de la neumatica en la industria

También os dejo una conferencia sobre la neumática en la automatización.



Para terminar dos presentaciones que son básicamente dos cursos de iniciación a la energía neumática y que contienen el temario de casi toda la parte de neumática de la asignatura, y por lo tanto todo el Tema 1.

En la web del Área de Ingeniería de Sistemas y Automática de la Universidad de Oviedo podemos encontrar una presentación de SMC titulada Neumática y Electroneumática Básica: Curso de Autoaprendizaje de SMC

La página slideshare.net ofrece presentaciones de todo tipo que puede subir cualquiera siguiendo el estilo de Youtube.Hay infinidad de presentaciones relacionadas con la energía neumática, entre ellas, un cursillo básico de neumática:

Curso de Neumática Básica

Tema 1.2. Fundamentos físicos del aire (comprimido).

Primero un vídeo de FESTO acerca de los fundamentos físicos de la neumática.


¿Qué diferencia hay entre Presión Relativa y Presión Absoluta?

A continuación os pongo una serie de vídeos del canal Electrocontrol sobre la presión y las formas de medirla.



Por último un par de vídeos pertenecientes a la serie "Universo Mecánico".

El primer vídeo nos da una explicación mucho más extensa del funcionamiento de los gases, la temperatura y las leyes de los gases ideales. Espero que os guste.



El segundo profundiza en las bajas temperaturas (por si alguien tiene curiosidad).

1.3.1. Producción de aire comprimido

Primero os dejo unos vídeos para explicar la producción del aire comprimido. 

Después encontraréis un manual, un libro y una guía de algunos fabricantes de componentes neumáticos en los que se desarrollan ampliamente estos puntos y se tocan algunos otros.

En los dos primeros vídeos se explica como se produce el aire comprimido y como se distribuye a través de la planta. El tercero y cuarto (ambos en inglés) nos muestran una animación de cómo funciona un compresor de tornillo y un ejemplo real del servicio de mantenimiento de este tipo de compresores. El último (en español) también explica el funcionamiento de un compresor de tornillo, pero se centra en la importancia y en la función de los filtros que tiene.

¿Qué funciones realiza el depósito? 


Os dejo también algunos libros/guías que abarcan la producción/distribución/preparación del aire comprimido de los principales fabricantes de compresores y tecnología neumática

Manual del aire comprimido de Atlas Copco

• Capítulo 1 Teoría 
• Capítulo 2 Compresores y equipo auxiliar 
• Capítulo 3 Diseño y servicio de las instalaciones de compresores 
• Capítulo 4 Economía 
• Capítulo 5 Ejemplo de cálculo 
• Capítulo 6 Apéndices

En una de las páginas web del departamento de educación de Cataluña podemos acceder a un completísimo libro editado por la empresa FESTO, titulado Aire comprimido, fuente de energía. Preparación y distribución en el que se tratan los siguientes temas

• 1. El aire comprimido en la industria
• 2. Fundamentos físicos
• 3. La preparación del aire comprimido 
• 4. La distribución del aire comprimido 
• 5. Fugas de aire comprimido 
• 6. Sugerencias para ahorrar y controlar 
• Glosario 
• Normas y directivas  
• Bibliografía 
• Índice de términos técnicos

La empresa KAESER Compresores nos ofrece en su página web un completo manual acerca de la Técnica de aire comprimido :

NOCIONES BÁSICAS

• Conceptos fundamentales de la producción de aire comprimido 
• Tratamiento económico del aire comprimido 
• ¿Por qué es necesario secar el aire comprimido? 
• Evacuación correcta del condensado 
• Tratamiento económico y seguro del condensado 
• Regulación efi caz de los compresores 
• Coordinación óptima de compresores para ahorrar energía 
• Ahorro de energía gracias a la recuperación del calor 
• Nueva planifi cación de la red de aire comprimido 
• Saneamiento de la red de aire comprimido 
• Análisis de la demanda de aire (ADA) – cálculo de la situación real 
• Cálculo de la solución más económica 
• Refrigeración efi ciente de la estación de aire comprimido 
• Cómo mantener a largo plazo la fi abilidad y la optimización de los costos 

CONSEJOS PRÁCTICOS

• Ahorro gracias a la presión óptima 
• Presión correcta en la conexión de aire comprimido 
• Distribución efi ciente del aire comprimido 
• Tuberías de la estación de aire comprimido 
• Emplazamiento correcto de los compresores 
• Ventilación de la sala de compresores (entrada de aire) 
• Ventilación de la sala de compresores (salida de aire)

1.3.2. Secado del aire comprimido

¿Qué tipo secador de aire comprimido necesito para mi instalacion?El aire una vez comprimido contiene mucha humedad y ésta puede provocar corrosión en la red y los elementos neumáticos, daño en el producto final... por lo que es necesario eliminarla según las necesidades de cada utilización.

El elemento encargado de eliminar la humedad es el secador. Existen diferentes tipos de secadores: frigoríficos (los más comunes), de adsorción y de membrana.

A continuación tenéis algunos artículos acerca de la importancia del secado del aire comprimido, de la necesidad de un secador y de las ventajas e inconvenientes de cada tipo de secador.

• ¿Por qué es importante secar el aire comprimido?
• ¿Por qué es necesario un secador en el sistema de aire comprimido?
• ¿Cómo secar el aire comprimido?
• ¿Qué tipo secador de aire comprimido necesito para mi instalacion?

Como siempre también os dejo unos vídeos con que explican la función y el funcionamiento de este elemento tan importante en la instalación.

1.3.3. Purga y tratamiento del condensado

La humedad eliminada del aire comprimido hay que extraerla del sistema. El condensado se produce al comprimir el aire, en el depósito y al secar el aire, pero también puede aparecer en la red de distribución e incluso en la unidad de mantenimiento.

El condensado se extrae mediante purgas y drenajes, pero no es sólo agua, sino que contiene restos de aceite y otros contaminantes y por esta razón lo lógico es tratarlo para eliminar los contaminantes y al final poder tirar el agua al desagüe normal.

Primero os dejo algunos artículos relacionados con el tema.

• Condensado del aire comprimido, ¿qué es?
• La condensación y las purgas del aire comprimido
• Purga para compresor, todo lo que debes saber
• ¿Cómo elegir separador de agua y aceite?

Con los siguientes vídeos podemos el funcionamiento de diferentes sistemas de purga y tratamiento de condensados.

Por último tenéis un ejemplo de aplicación de tratamiento de condensados

1.4. Distribución del aire comprimido. Elementos de una instalación

Antes de llegar a cada puesto de trabajo, hay que llevar el aire por la red de tuberías. 

Para empezar tenemos unos vídeos que nos describen la red de aire comprimido y las consideraciones a tener en cuenta a la hora de su diseño; luego podéis ver diferentes sistemas de tuberías y sus métodos de montaje.

¿Qué características tiene que tener la red de distribución del aire comprimido?

También os dejo el Libro Blanco (apenas 8 páginas) "Recomendaciones para las Tuberías de Aire

Comprimido de Descarga del Compresor y Distribución en Fábrica" de Hitachi. Su contenido es el siguiente:

•  I. Selección del material para las tuberías y recomendaciones según el uso
• II. Guía para la instalación de tuberías de distribución
• III. Guía para la instalación de tuberías de descarga según el tipo de compresor de aire
• IV. Causas básicas de la pérdida de presión en sistemas de tuberías

1.5. Preparación del aire comprimido

Antes de utilizar el aire comprimido, es necesaria una preparación previa, ya que contiene humedad y contaminantes y no es apto para su utilización en esas condiciones.

Primero tenéis unos vídeos y al final de la entrada encontraréis algunas guías para profundizar más aún en la preparación del aire comprimido.




¿Cómo debe estar el aire comprimido para su utilización? ¿Por qué? 

¿Cómo funciona la unidad de mantenimiento?

En los siguientes vídeos podemos ver los diferentes componentes utilizados en la unidad de mantenimiento para la preparación del aire comprimido.




En la web de la empresa Norgren podemos encontrar Aire Comprimido La guía Norgren para el Tratamiento del Aire

• Aplicaciones
• Extracción de Contaminantes
• Control de Presión
• Lubricación
• Protección de los Sistemas, del Personal y del Entorno
• Otros Productos para Sistemas Seguros
• Tratamiento del Aire Norgren: Visión General del Producto
• Glosario
• Tablas de Referencia

También FESTO tiene su "Libro blanco Preparación de aire comprimido en sistemas neumáticos" en el que se tratan los siguientes temas:

• Cómo la preparación del aire comprimido mejora la seguridad del producto, la disponibilidad de las máquinas y la vida útil de todos los componentes.
• Los criterios y principios físicos que deben tenerse en cuenta para la selección óptima de una combinación de unidades de mantenimiento.
• Los principios de funcionamiento y campos de aplicación que tienen las diferentes unidades de mantenimiento.
• Cómo se configura una combinación de unidades de mantenimiento para que rinda de forma óptima.

Tema 1.6. Calidad del Aire

El producto final de la producción y la preparación del aire comprimido es lograr que cumpla con unas normas de calidad específicas para cada aplicación.

Aquí os dejo una guía y un vídeo para desarrollar el tema.

La empresa Ingersoll Rand nos ofrece en la web su Guía Sobre la Calidad del Aire donde se explica la importancia de la calidad del aire, su clasificación según normas ISO y la clasificación interna que también utiliza este fabricante

Os dejo también un vídeo de esta misma empresa en la que se explica de forma reducida el contenido de la guía.


¿Cómo se define la calidad del aire comprimido?


Es habitual que los proveedores de neumática nos faciliten el trabajo a la hora de elegir los componentes adecuados para conseguir la calidad del aire comprimido que necesitemos. A continuación, os dejo algunas guías específicas de algunos fabricantes.

Kaeser pone a nuestra disposición su esquema de tratamiento de aire comprimido para compresores de tornillo, con el que nos ayuda a elegir los componentes adecuados para obtener la calidad de aire deseada

Festo también tiene una guía similar.

Además, tiene un configurador online para elegir la unidad de mantenimiento más adecuada para cada caso.

Pero aunque se elija la configuración adecuada para asegurar la calidad del aire comprimido, podría ser necesaria una auditoría para certificarla o para comprobar que se obtiene el resultado deseado.

Algunas empresas, como Beko, ofrecen este servicio. Os dejo información sobre el mismo y un vídeo.

Tema 1.7. Ahorro de Energía en Sistemas de Aire Comprimido

Para ampliar este tema, empezamos con unos vídeos cortos (que son más que suficientes para comprender la importancia del ahorro en sistemas de aire comprimido) y con una guía para conocer los principales puntos donde podemos actuar para evitar derroches.

A continuación os dejo una conferencia larga sobre ahorro energético en sistemas de aire comprimido, y un libro que desarrollan el tema en profundidad.

Para terminar, tenéis varios vídeos con ejemplos de ahorro energético (recuperación de calor, detección de fugas, válvulas economizadoras, pérdidas de carga...)

SMC España nos presenta en un video colgado en Youtube la importancia del ahorro energético en las redes de aire comprimido y la aplicación práctica en su planta de Vitoria-Gasteiz

Aquí está el resumen de los pilares del ahorro energético que citan.

Y aquí tenéis una guía de SMC para el ahorro energético:

Su contenido es el siguiente:

Genera solo lo que necesites

¿Qué implica la norma ISO 50001? 

Recupera lo que generas

Monitoriza tu consumo

Sé eficiente

Hablemos en euros 

Herramientas online de SMC

El ahorro energético en sistemas de aire comprimido es tan importante en todos los sectores, que el Centro Tecnológico del Mueble y la Madera de la Región de Murcia, ha preparado su propio vídeo en el que señalan los derroches y las posibles medidas a tomar a corto, medio y largo plazo para evitarlos.

¿Por qué es fundamental ahorrar energía en sistemas de aire comprimido?

¿Dónde se producen los mayores derroches? ¿Cómo podemos evitarlos?

La empresa Norgren nos proporciona esta guía sobre el ahorro de energía en sistemas de aire comprimido:

La Guía NORGREN para el ahorro de energía en sistemas de aire comprimido

• Fugas
• Mal Uso
• Sobrepresión
• Caída de Presión
• Energía y Seguridad
• Generación
• Plan de Acción e Información Adicional
• Anexo de Tablas para el Ahorro de Energía

Seminario de neumática "Ahorro energético en los sistemas neumáticos" a cargo de José María Val Miguel, de la empresa SMC, en en el salón de actos de la Fundación San Valero.

Contenido de la jornada: Coste del aire comprimido, medición y control, pilares para el ahorro de energía, calidad de aire, presión, estudio de aplicaciones específicas y sectorización.

En la web de la empresa Festo podemos encontrar esta guía sobre el ahorro de energía:

Una vez conocido donde se producen los mayores derroches, es posible actuar para mejorar el rendimiento y/o el consumo energético.

Si seguimos el recorrido del aire comprimido, podemos aplicar medidas en la parte de la producción de aire comprimido (es una de las inversiones más costosas, y es más económico empezar en la parte de la distribución/utilización) para no desperdiciar el calor que se produce al comprimir el aire.

Existen soluciones para la aprovechar el calor generado por el compresor. Kaeser, por ejemplo, nos ofrece su guía  "Recuperación del calor para aplicaciones de aire y agua caliente"

Para ilustrarlo mejor os dejo un par de vídeos de la empresa BOGE en los que se puede ver cómo funciona la recuperación del calor generado por el compresor.

Y a continuación podemos ver un ejemplo real de aprovechamiento del calor residual de los compresores en la empresa FIASA

Lo lógico, sin embargo, es empezar por las fugas, que ya sabemos que son la causa más importante de derroche. Para ello, lo primero es localizarlas. Algunas son muy fáciles de encontrar, pero para hacer un buen trabajo es necesario emplear métodos como la detección mediante ultrasonidos.

En el siguiente vídeo de la empresa Loctite podéis ver un ejemplo de la detección de fugas.

Para mejorar en la "mala utilización" se pueden utilizar válvulas economizadoras (que no "soplan" todo el rato) en algunas aplicaciones. En el siguiente vídeo podemos ver un ejemplo de Parker

El concepto de presión artificial (la presión necesaria para compensar las pérdidas de carga) y las pérdidas de carga en los diferentes elementos de la instalación lo podemos apreciar perfectamente en el siguiente vídeo.