Fundamentos
La neumática estudia cómo transmitir fuerza y movimiento usando aire comprimido dentro de un circuito. A diferencia del agua o el aceite, el aire se puede comprimir: al empujarlo, ocupa menos espacio y acumula energía que luego libera para mover un mecanismo.
💨 Neumática
Usa aire comprimido (compresible). Movimientos rápidos, sistemas limpios y económicos, aunque con menos precisión y fuerza que la hidráulica. Puertas automáticas, herramientas de taller, robots.
💧 Hidráulica
Usa un líquido (incompresible). Permite fuerzas mucho mayores y un control más preciso, pero el circuito es más caro y pesado. Frenos, gatos, prensas.
Aplicaciones habituales
Teoría
El aire, un fluido compresible
El aire es un gas: si lo empujas dentro de un recipiente cerrado, su volumen disminuye y su presión aumenta. Esa es la gran diferencia con un líquido, que apenas se puede comprimir. Gracias a esta elasticidad, los sistemas neumáticos amortiguan golpes y se mueven con rapidez, aunque son menos precisos que los hidráulicos.
Producción de aire comprimido
Antes de llegar a un cilindro, el aire pasa por varias etapas:
- Compresor — aspira aire de la atmósfera y lo comprime.
- Depósito (calderín) — almacena el aire y estabiliza la presión.
- Unidad de mantenimiento (FRL) — Filtro, Regulador y Lubricador: limpia el aire, ajusta la presión de trabajo y lo lubrica antes de usarlo.
Presión y unidades
La presión relaciona la fuerza con la superficie sobre la que se aplica. En neumática se suele expresar en bar, aunque en el Sistema Internacional la unidad es el pascal (Pa).
| Unidad | Equivalencia |
|---|---|
| 1 bar | 100 000 Pa |
| 1 bar | ≈ 14,5 psi |
| 1 Pa | 1 N/m² |
Cilindros: simple y doble efecto
- Simple efecto — el aire empuja el vástago en un sentido; un muelle lo devuelve. Se usa un solo conducto de aire.
- Doble efecto — el aire empuja en ambos sentidos, avance y retroceso. Tiene dos conductos y puede ejercer fuerza útil en los dos movimientos.
Componentes de un circuito neumático
- Compresor — genera el aire a presión.
- Depósito — almacena el aire comprimido.
- Válvulas distribuidoras — dirigen el aire hacia una cámara u otra del cilindro.
- Válvulas reguladoras de caudal — controlan la velocidad de avance del vástago.
- Válvulas antirretorno — dejan pasar el aire en un solo sentido.
- Cilindros — convierten la presión del aire en fuerza y movimiento.
Simbología normalizada
| Símbolo | Nombre | Función |
|---|---|---|
| Compresor | Genera el aire a presión del circuito | |
| Cilindro simple efecto | Avanza con aire y retrocede por muelle | |
| Cilindro doble efecto | Avanza y retrocede con aire | |
| Válvula distribuidora | Dirige el aire hacia un lado u otro del cilindro | |
| Válvula antirretorno | Solo deja pasar el aire en un sentido | |
| Unidad FRL | Filtra, regula la presión y lubrica el aire |
Vídeos
Tres vídeos públicos que repasan lo visto en la teoría: qué es la neumática, cómo funcionan los cilindros de simple y doble efecto, y una visión general del aire comprimido y sus aplicaciones industriales.
¿Qué es la neumática?
Introducción al curso de neumática básica: el aire como transmisor de energía.
Cilindros de simple y doble efecto
Vídeo pensado para 4º de ESO y Bachillerato sobre el funcionamiento de ambos tipos de cilindro.
El aire comprimido en la industria
Panorama de la neumática industrial y sus aplicaciones en la automatización.
Ejercicios resueltos
EJ. 1Fuerza de un cilindro neumático
Un cilindro recibe aire a 6 bar de presión y su émbolo tiene un área de 8 cm² (0,0008 m²). ¿Qué fuerza ejerce?
EJ. 2Área a partir de fuerza y presión
Queremos que un cilindro ejerza 300 N con una presión de 5 bar (500 000 Pa). ¿Qué área de émbolo necesitamos?
EJ. 3Conversión de unidades de presión
Un manómetro marca 5 bar. Exprésalo en pascales y en psi.
EJ. 4Avance y retroceso en un cilindro de doble efecto
Un cilindro de doble efecto tiene un émbolo de 40 mm de diámetro y un vástago de 12 mm de diámetro. Trabaja a 5 bar. Calcula la fuerza de avance y la de retroceso.
EJ. 5Pinza neumática de un robot
La pinza de un robot usa dos cilindros iguales para sujetar una pieza. Cada émbolo tiene 5 cm² de área y trabaja a 6 bar. ¿Qué fuerza total de sujeción se consigue entre los dos cilindros?
Calculadora de fuerza de un cilindro
Introduce la presión y el diámetro del émbolo para calcular el área y la fuerza que ejerce el cilindro.
Practica más
Estos recursos te permiten montar circuitos neumáticos o manipular la presión de un gas de forma interactiva. Se abren en una pestaña nueva.
Picuino — Simulador de neumática
Simulador interactivo a pantalla completa para montar y probar circuitos neumáticos.
PhET Colorado — Simulaciones de Física
Simuladores interactivos sobre presión, gases y propiedades de los fluidos.
Educaplus
Applets y ejercicios interactivos de física y tecnología en español.