Tendencias en sistemas hidráulicos y neumáticos

Desde la construcción de maquinarias hasta la automatización de procesos industriales, los sistemas neumáticos e hidráulicos son una herramienta clave, aquí le presentamos los detalles.

---

Así como en la industria 2.0 la electrónica se integró a la neumática y en la industria 3.0 se integraron los buses de campo, en la industria 4.0 la neumática debe poderse adecuar a través de aplicaciones (Apps) a una función específica, llevando información propia para su diagnóstico e integrando las características de varios elementos en uno solo.

Neumática: tecnología vigente y ahora integrada a la Industria 4.0

La neumática y, en consecuencia, los sistemas neumáticos ha sido por excelencia una tecnología usada en la automatización industrial gracias a su bajo mantenimiento, altas velocidades y sobre todo porque es relativamente sencilla de implementar; pero siempre ha sido cuestionado el costo de generación del aire comprimido que, aunque es un recurso ilimitado (el aire), los compresores tienen un consumo inherente por causa de sus motores.

Es aquí donde la tecnología neumática ha evolucionado en poder realizar productos más estancos (conectores de manguera, sellos de cilindros, etc.) en la eficiencia de generación en los compresores; esto junto a una optimización en el dimensionamiento de equipos ha dejado a la neumática como una tecnología limpia y de bajo costo.

Un ejemplo de esto se puede ver en las antiguas plantas de tratamiento de agua en nuestra región que tenían tanto instrumentación como actuadores neumáticos en su operación. A mediados de siglo, el boom eléctrico reemplazó la mayoría de esta tecnología (desapareciendo casi por completo la instrumentación neumática) por equipos electrónicos aludiendo a un menor consumo energético y precisión, que se tenía por las fugas neumáticas en la red.

Pero esto está cambiando nuevamente, las nuevas plantas de tratamiento de agua están optando de nuevo por actuadores neumáticos, ya que la eficiencia de estos y la mejora en los accesorios neumáticos para no generar fugas ha disminuido considerablemente los ciclos de operación de los compresores, que además de ser más eficientes tienden a operar en ciclos más largos reduciendo considerablemente el consumo eléctrico, más aun si pensamos que un actuador eléctrico aun no estando en operación, consume carga eléctrica.

Nuestra región está en continuo desarrollo, tenemos varios e importantes fabricantes de máquinas que usan la neumática y los sistemas neumáticos como la tecnología principal, lamentablemente no con una visión de eficiencia energética sino netamente para ser competitivos en el mercado. Esto ha generado la proliferación de muchas marcas en neumática que van en contravía a la tecnología, pero lo importante aquí es que cada vez más estos fabricantes locales deben estar regidos por estándares internacionales de seguridad como la EN ISO 14121, que exige una tecnología superior donde la evolución de la neumática en equipos de seguridad y eficiencia toman mayor conciencia en nuestros fabricantes locales.

---

Lea también: Vibradores neumáticos y eléctricos de uso industrial.

---

Aplicaciones de los sistemas neumáticos en las industrias

La neumática sigue entonces siendo una tecnología vigente, económica y de fácil implementación, que se acomoda perfectamente a las necesidades de los fabricantes de nuestra región y usuarios finales. Es una tecnología que sigue en evolución, adaptándose a las normativas presentes en cada segmento industrial, como lo es:

• La industria de alimentos y farmacéutica, con equipos de diseño limpio y con materiales aprobados por la FDA para evitar contaminación de sus productos.
• El segmento químico y petroquímico, donde se requieren productos robustos y con bajo riesgo de ignición para Zonas Ex o con un nivel de seguridad funcional SIL alta debido a la seguridad en sus procesos.
• La minería, donde se requieren elementos resistentes a la polución y que puedan manejar altas cargas de trabajo.
• El automotor, con los sistemas de trasporte masivo como buses y trenes, en donde las operaciones de las puertas de acceso son neumáticas, ya que se requiere un mínimo de consumo eléctrico.

Últimos análisis en importaciones demuestran cómo la tecnología neumática está aumentando en el mercado, creciendo en promedio 7 % más que el sector industrial de los países, dando a entender que la tecnología más que vigente, es una tecnología de punta y de base para soportar el crecimiento económico e industrial de nuestra región.

¿Cómo puede esta tecnología avanzar de acuerdo a las necesidades tecnológicas de nuestros mercados?

Marcas reconocidas en la neumática están trabajando en la incorporación de la industria 4.0 en esta tecnología, algo que para muchos es impensable ya que la tecnología 4.0 habla de la interconexión a la nube de los elementos, al diagnóstico de los mismos y a una nueva forma de trabajar; ya no se maneja la expresión “Plug and play” si no “Plug and Work”, donde cada equipo se integra a una línea de proceso y sin necesidad de programación, el elemento sabe qué debe hacer tan solo comunicándose con su antecesor y reportándole a su sucesor.

Pues bien, así como en la industria 2.0 la electrónica se integró a la neumática (ejemplo una solenoides con bobinas) y en la Industria 3.0 se integraron los buses de campo (ejemplo los terminales de válvulas con bus de campo), en la industria 4.0 la neumática debe poderse adecuar a través de aplicaciones (Apps) a una función específica, llevando información propia para su diagnóstico e integrando las características de varios elementos en uno solo.

Tendencias en sistemas neumáticos a 2023

La automatización y la robótica están marcando la pauta en cuanto a tendencias. La capacidad de los sistemas neumáticos para controlar y mover objetos mediante el uso de aire comprimido es esencial en el entorno industrial, y su evolución hacia la inteligencia artificial está impulsando una mayor eficiencia en la producción.

Los neumáticos inteligentes permiten el control y la monitorización en tiempo real de las presiones y temperaturas de los fluidos, así como el ajuste automático de los parámetros en función de las necesidades de cada proceso. Además, gracias a la incorporación de sistemas de comunicación y control remoto, se puede supervisar y optimizar el funcionamiento de los sistemas neumáticos de manera eficiente.

---

Lea también: Valve agrega seguridad contra incendios a los sistemas de control neumático.

---

Hidráulica: tecnología ampliamente usada para el desarrollo de Suramérica

La hidráulica es ampliamente usada en nuestra región, principalmente en equipos móviles (maquinaria amarilla) o en aplicaciones donde se requieran cargas altas, esto debido a que el aceite, principal fluido usado para estos sistemas, tiene bajos niveles de compresión que pueden lograr una alta energía mecánica en un espacio pequeño, teniendo así cilindros de diámetros pequeños que logran grandes fuerzas.

Aplicaciones de los sistemas hidráulicos en la industria

La tecnología hidráulica se encuentra presente en nuestra región, principalmente en equipos móviles robustos en los segmentos de agricultura, minería y construcción, ahora bien, teniendo en cuenta que nuestra región está en desarrollo, tanto las construcciones en obras civiles como la inversión en el campo, son foco principal de nuestros gobiernos, por lo cual la tecnología hidráulica está presente indirectamente en la llegada de esta maquinaria.

Por otro lado, están las aplicaciones estacionarias donde la tecnología hidráulica se puede encontrar en los segmentos industriales como acerías, siderúrgica, cementos, hidroeléctrica y petróleos, entre otros, en donde los beneficios de generar alta energía mecánica en comparación con su espacio son una cualidad aprovechada en la industria.

En el sector cementero se pueden encontrar aplicaciones en bandas transportadoras y hornos, brindando movimiento rotativo de alto torque y baja velocidad. En siderúrgica, a causa de las altas temperaturas, la hidráulica es muy atractiva para garantizar el calibre preciso de las vigas, además de una alta calidad y excelente acabado superficial de los productos finales; adicionalmente, los sistemas hidráulicos proporcionales garantizan un proceso optimizado en la oscilación del molde.

En el sector hidroeléctrico, la hidráulica se encarga de la apertura de las compuertas de salida inferior en donde se requieren movimientos lentos y de alta fuerza en su operación. En muchos casos se requieren fuerzas de tracción y de empuje que pueden superar fácilmente varios 1000 kN. En el sector minero, las principales aplicaciones hidráulicas estacionarias se dan en el manejo y transporte de materiales. Por último, para la industria del petróleo y el gas, la hidráulica se encuentra en los taladros de exploración, así como los sistemas de bombeo de crudo con cilindros hidráulicos.

---

Lea también: Cobots: una tendencia en auge en la automatización 2023.

---

Retos y avances de los sistemas hidráulicos

Nuevamente, las cualidades de alta energía mecánica en espacios reducidos es la constante para que la hidráulica siga vigente en la industria y, aunque en principio se sigue manejando igual que desde sus inicios, la optimización tecnológica está enfocada en el uso de nuevos materiales resistentes a altas presiones a las cuales son sometidas por el aceite; esto ha ayudado significativamente al peso de los cilindros sobre todo en instalaciones móviles como las presentes en la maquinaria de construcción y agrícola. Otra de las evoluciones tecnológicas en la hidráulica está en la optimización de los sistemas de bombeo, que son mucho más eficientes, logrando que bombas pequeñas puedan suministrar de una forma constante y en alta presión el aceite requerido para estos sistemas.

Por último, se puede afirmar que las conexiones hidráulicas han evolucionado por sistemas más flexibles que no generan fugas, que es una característica fundamental en este tipo de tecnología.

Tendencias en los sistemas hidráulicos: tecnología más eficiente y sostenible

Los sistemas hidráulicos han sido ampliamente utilizados en la industria por su capacidad de transmitir grandes fuerzas y cargas a través de fluidos. Sin embargo, con el objetivo de reducir el consumo de energía y las emisiones de CO2, se han desarrollado nuevas tecnologías más eficientes y sostenibles en este campo.

Entre las tendencias actuales, destaca la incorporación de sensores y sistemas de control avanzados que permiten ajustar la velocidad y el caudal de los fluidos en función de las necesidades de cada aplicación, optimizando así el consumo energético.

Además, los sistemas hidráulicos también están experimentando un cambio hacia el uso de aceites biodegradables y materiales más respetuosos con el medio ambiente, lo que los hace más sostenibles y compatibles con las normativas medioambientales.