SICMA21, líder en soluciones de automatización industrial y mantenimiento industrial, anuncia la apertura de su nueva delegación en Dos Hermamas (Sevilla). Con esta expansión, SICMA21 fortalece su presencia en el sur de España y se posiciona como una empresa de referencia en soluciones de ingenieria industrial.
Esta nueva delegación se suma a la red de sucursales existentes de la empresa en toda España, y se enfocará en proveer servicios y soluciones a la creciente comunidad de clientes en la región.
SICMA21 se ha establecido como una empresa líder en la industria gracias a su amplia gama servicios, que incluyen desde la automatización de procesos y la gestión del mantenimiento integral de la planta de producción hasta la realización de software personalizado para la industria y la formación técnica del personal que opera en todo tipo de industrias y sectores.
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Con más de 20 años de experiencia y conocimientos, en SICMA21 hemos ayudado a muchas empresas a mejorar su eficiencia y productividad, y a reducir sus costos operativos.
La nueva delegación de SICMA21 en Sevilla estará dirigida por un equipo de profesionales altamente capacitados y experimentados en la realización de proyectos de automatización y en el mantenimiento global de las plantas de producción.
Además, esta nueva Delegación realizará todo tipo de instalaciones industriales.
El equipo de SICMA21 estará disponible para prestar asesoramiento técnico y apoyo a los clientes en todas las etapas del proyecto, desde la planificación hasta la implementación y el seguimiento.
«Estamos muy emocionados de abrir esta nueva delegación en Sevilla», dijo el director general de SICMA21, Jordi Mateu. «Creemos que esta expansión nos permitirá ofrecer un servicio aún mejor a nuestros clientes en la región con el fin de ayudarles a alcanzar sus objetivos.»
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Por otro lado, abriremos una nueva Divisón de formación técnica en la Ciudad del Conocimiento (Dos Hermanas) para impartir cursos presenciales en las áreas técnicas de Mantenimiento industrial, Informática Industrial, Automatización Industrial y Gestión de la Producción..
SICMA21 invita a todos sus clientes y potenciales clientes de la zona a visitar la nueva delegación y conocer las soluciones para la industria que ofrecemos.
Estamos dispuestos a ayudar a las empresas a mejorar su eficiencia y competitividad a través de la implementación de tecnologías de vanguardia.
Para concluir, la apertura de la nueva delegación de SICMA21 en Sevilla es una excelente noticia para los clientes de la región, ya que les permitirá acceder a una amplia gama de productos y servicios de alta calidad, así como a un equipo de profesionales altamente capacitados y dedicados a garantizar un excelente servicio al cliente.
Durante muchos años, las redes industriales se conectaban mediante comunicaciones serie RS232. Estos sistemas eran bastante limitados, ya que sólo permitían que los dispositivos de una red se comunicaran a través de conexiones serie directas.
En otras palabras, sólo podían comunicarse dos dispositivos por cada conexión. Sin embargo, a finales del siglo XX, el desarrollo de la norma internacional del bus de campo marcó un punto de inflexión en la conexión de las redes industriales.
En este artículo analizaremos qué se entiende por bus de campo y el por qué de su implantación en el sector industrial.
¿Qué es un bus de campo y para qué sirve?
Un bus de campo es un sistema de transferencia de datos que se utiliza en la maquinaria industrial y en los sistemas industriales para conectar sensores y actuadores entre sí con uno o varios maestros (PC industriales, PLC).
En pocas palabras, es una red de área local dedicada a la automatización industrial. Sustituye las redes de control centralizadas por redes de control distribuidas.
Los buses de campo permiten intercambiar datos entre distintos componentes del sistema a larga distancia y con una gran carga externa.
Funcionan en modo maestro-esclavo: Mientras el maestro se encarga de controlar los procesos, el esclavo se encarga de las subtareas individuales.
Se diferencian en la «capa física» que utilizan, es decir, el nivel de hardware (por ejemplo, CAN, RS485, Ethernet), y en el nivel de protocolo que define la forma de la información intercambiada.
Por un lado, el nivel de hardware determina las propiedades fundamentales del bus, como la longitud de los cables y la capacidad de transmisión. Por otro lado el nivel de protocolo determina qué mensajes y funciones estandarizadas están disponibles entre el maestro y el esclavo.
En resumen, el bus de campo proporciona un medio eficiente y eficaz para conectar varios dispositivos a una única red industrial, facilitando el control y la supervisión en tiempo real.
Dicho esto, el bus de campo no es necesariamente un tipo de conexión. Más bien, se refiere a un grupo de protocolos que se implementan en aplicaciones industriales.
En la actualidad, el estándar para los protocolos de bus de campo es la normaIEC 61158de la «Comisión Electrotécnica Internacional». Esta norma abarca las comunicaciones digitales de datos para la medición y el control.
Se ha desarrollado para protocolos de redes informáticas industriales que ofrecen control distribuido en tiempo real, proporcionando ayuda y especificaciones sobre las redes de comunicación industrial.
Cómo funciona un bus de campo
En lugar de facilitar la comunicación mediante comunicaciones directas en serie, el bus de campo permite que numerosos dispositivos de campo se conecten a un único punto de conexión. Este punto único se conecta entonces al controlador para facilitar la difusión de la información en todo el sistema.
Por lo general, la transferencia de información en un bus de campo tiene lugar a través de pequeños paquetes que se transmiten de forma secuencial y se multiplican en el tiempo.
Este formato de comunicación elimina de forma efectiva los enlaces punto a punto entre los dispositivos de campo y los controladores, de modo que se requieren menos líneas de conexión en comparación con las transferencias en paralelo.
En lugar de permitir que sólo dos dispositivos se comuniquen por cada conexión, la creación de una única conexión a través de la cual se comunica toda la información permite que cientos de dispositivos se conecten a un controlador.
¿Qué elementos pueden conectarse a un bus de campo?
Para entender qué elementos pueden conectarse a una red de bus de campo, hay que conocer los diferentes niveles de un sistema de bus de campo.
En esencia, un sistema de bus de campo puede constar de cuatro niveles diferentes (aunque existen otras formas de distribuir y/o denominar los niveles jerárquicos como el propuesto por la piramide CIM de la automatización industrial, en este caso, vamos a centrarnos en los niveles de bus de campo de un sistema de automatización en una planta de producción para que lo entiendas mejor).
Estos niveles incluyen: una red de bus de sensores, una red de bus de dispositivos, una red de bus de control y una red de bus de empresa, que se enumeran en orden de complejidad de menor a mayor.
Red de bus de sensores
El nivel más básico de un sistema de bus de campo desarrollado para aplicaciones industriales es una red de bus de sensores.
Este nivel incluye todos los dispositivos de campo básicos, es decir, todos los sensores y las salidas del controlador en una unidad. Todos los sensores están conectados a un cable de red, al igual que los dispositivos de salida del controlador.
Este nivel puede transmitir señales de salida desde el controlador a través de un cable a las alarmas, lámparas indicadoras u otros dispositivos de actuación.
Red de bus de dispositivos
La red de bus de dispositivos funciona de forma similar a la red de bus de sensores, pero a mayor escala. Este nivel conecta un gran número de sensores y actuadores entre sí, además de conectar los equipos a los variadores de velocidad y a los centros de control de motores (CCM) que facilitan el control de los elementos individuales de la red.
Red de bus de control
En cuanto a las redes utilizadas en la planta de producción, las redes de bus de control son las más complejas. En ellas, la comunicación de datos se produce a un alto nivel.
Dentro de estas redes, los controladores lógicos programables (PLC) y la sensórica inteligente se conectan entre sí y se vinculan a pantallas HMI para facilitar la configuración y el control completo de cada instrumento de la red.
Red de bus de empresa
Más conocida como red de nivel de información, la red de bus de empresa conecta todos los ordenadores y departamentos entre sí. Este nivel de red es el más complejo y amplio de un sistema de bus de campo.
Este nivel dirigido por ordenador permite la supervisión de datos, la gestión de archivos, la transferencia de archivos a gran escala, etc.
Niveles de bus de campo
¿Cuáles son los tipos de protocolo de bus de campo?
Al principio, cuando se introdujo el bus de campo, presentaba numerosos problemas, como los protocolos exclusivos, la lentitud de la transmisión y los diferentes formatos de datos.
Las mejoras en la tecnología de transmisión de señales de campo provocaron un aumento de los niveles de descentralización.
En 1985, los expertos del sector se reunieron para elaborar un estándar de bus de campo independiente del proveedor, es decir, que fuera compatible.
El estándar de bus proporcionaría alimentación de bus, seguridad intrínseca y la capacidad de comunicarse a largas distancias a través de los cables existentes: los requisitos básicos para un sistema de automatización de plantas de proceso.
Debido, en parte, a la complejidad de la instrumentación en los sistemas de automatización y, sobre todo, a la reticencia de los fabricantes, aún no se ha establecido una arquitectura de protocolo estándar única.
Foundation Fieldbus y PROFIBUS son ahora las dos tecnologías de bus de campo más utilizadas en la automatización de procesos.
Los dispositivos que adoptan estas dos tecnologías no pueden comunicarse entre sí debido a la falta de correspondencia de los protocolos, por lo que aún no se ha logrado una interoperabilidad perfecta.
Hoy en día, se utilizan muchos tipos de bus de campo; el tipo concreto que se utiliza depende del tipo de industria: automatización de procesos discretos o de fabricación.
Entre los distintos tipos de bus de campo se encuentran: Foundation Fieldbus, PROFIBUS, DeviceNet, ControlNet, InterBus, HART, AS-i, MODBUS, CAN Bus, Ethernet, entre otros.
¿Cuántos buses tiene un PLC?
Al principio, los controladores lógicos programables (PLC) eran relativamente sencillos en el sentido de que su función era sustituir la lógica de los relés.
En los últimos años, los fabricantes han dedicado considerables recursos a desarrollar soluciones para conectar instrumentos y actuadores en una red.
Por lo general, un PLC tiene cuatro buses:
Bus de direcciones: para transferir las direcciones de memoria desde las que se obtendrán los datos o a las que se enviarán.
Bus de datos: para la transferencia de datos entre la CPU, la memoria y las E/S
Bus de control: para sincronizar y controlar a los buses de datos y de direcciones.
Bus de sistema: para la comunicación de E/S.
Un PLC debe ser programado para que pueda realizar sus tareas. Cuando los sensores que detectan las magnitudes físicas se conectan a un módulo de entrada del PLC, éste dispone de toda la información necesaria para controlar y supervisar un proceso.
Junto con los sensores, los actuadores y el programa de usuario los buses de campo son esenciales para que un PLC funcione.
Beneficios de un bus de campo
En las plantas de producción y procesos industriales, ante todo, emplean el bus de campo para aumentar la productividad mediante mediciones precisas de las condiciones de funcionamiento.
Las comunicaciones digitales bidireccionales de banda ancha con cada dispositivo de campo proporcionan el tipo de información que necesita el sistema de control para mejorar la productividad y la fiabilidad.
Más allá de la ejecución de la configuración inicial del dispositivo y la posterior entrega de las variables digitales del proceso, el uso más extendido de los sistemas de bus de campo es el acceso a la información de diagnóstico y estado del dispositivo de campo.
Tras la configuración inicial, los dispositivos de campo requieren una calibración periódica y comprobaciones de estado; un sistema de bus de campo ayuda de dos maneras.
En primer lugar, proporciona acceso a parámetros que pueden indicar cuándo es necesario realizar una calibración u otra acción.
Calibrar los dispositivos de campo de forma periódica no es la mejor opción, ya que algunos se calibran con demasiada frecuencia y otros no lo suficiente.
Un sistema de bus de campo junto con las herramientas de verificación puede acceder a la información de los dispositivos de campo para establecer eventos de calibración o verificación según sea necesario, ahorrando dinero y mejorando el rendimiento.
En segundo lugar, un sistema de bus de campo permite la calibración y la recopilación automática de datos de forma local o remota.
En lugar de ir a cada dispositivo de campo con lápiz y papel, un técnico puede configurar o realizar el mantenimiento de varios dispositivos electrónicamente. Esto mejora enormemente la productividad al ahorrar tiempo y documentar de forma automática los resultados.
Los dispositivos de campo individuales conectados en red pueden vincularse con los datos del dispositivo, como la documentación, la calibración y el historial de mantenimiento, y estos datos pueden mantenerse en un sistema de gestión del ciclo de vida de los instrumentos basado en la web.
Esto reduce en gran medida el tiempo necesario y los costes generales en comparación con las instalaciones que actualmente mantienen de forma manual sus propias bases de datos de dispositivos y la documentación de apoyo.
Los sistemas de bus de campo también proporcionan la información de diagnóstico necesaria para el mantenimiento predictivo. Con el cableado rígido analógico de 4-20 ma, un problema del dispositivo de campo se comunica sólo cuando la señal cae por debajo de 4 ma.
Los operarios se ven entonces obligados a reaccionar en tiempo real para gestionar el proceso afectado por la pérdida de información, y el mantenimiento se ve empujado a solucionar el problema inmediatamente.
El bus de campo proporciona al personal de la planta las herramientas necesarias para predecir los problemas de los dispositivos de campo antes de que se produzcan.
Los problemas menores de rendimiento pueden medirse y abordarse antes de que se produzca un fallo catastrófico, lo que permite realizar reparaciones o ejecutar soluciones.
Sin embargo, para obtener estas ventajas es necesario implementar un sistema de bus de campo de forma sistemática.
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Además, prestamos servicios en localización de averías y mantenimiento de plantas industriales en general.
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Los actuadores son una parte importante de los dispositivos y la maquinaria industrial que ayudan a realizar movimientos físicos convirtiendo la energía, por lo general, eléctrica, neumática o hidráulica, en fuerza mecánica.
En pocas palabras, es el componente de cualquier máquina que permite el movimiento.
A veces, para responder a la pregunta de qué hace un actuador, se compara el proceso con el funcionamiento del cuerpo humano.
Al igual que los músculos de un cuerpo que permiten convertir la energía en alguna forma de movimiento, como el movimiento de los brazos o las piernas, los actuadores funcionan en una máquina para realizar una acción mecánica.
Hoy en día, la automatización industrial y la robótica son dos campos en los que es imposible imaginar que se pueda hacer algo sin actuadores. Estas piezas permiten a las máquinas de producción desplazarse de un lugar a otro y agarrar objetos.
En este artículo analizaremos los diferentes tipos de actuadores industriales y cuáles son sus aplicaciones más importantes.
Definición de actuador industrial y cómo funcionan
Un actuador industrial es un dispositivo que produce un movimiento mediante la conversión de la energía y las señales que entran en el sistema. El movimiento que produce puede ser rotativo o lineal.
Los actuadores lineales, como su nombre indica, producen un movimiento lineal. Esto significa que los actuadores lineales pueden moverse hacia adelante o hacia atrás en un plano lineal establecido. Es decir, una distancia establecida que puede viajar en cualquier dirección antes de que deban detenerse.
Por otro lado, los actuadores rotativos producen un movimiento de rotación, lo que significa que el actuador gira en un plano circular.
A diferencia del actuador lineal, el actuador rotativo no está limitado por una trayectoria determinada, lo que significa que puede seguir girando en la misma dirección durante todo el tiempo que sea necesario.
Ejemplo de un actuador lineal eléctrico
¿Qué funciones tienen los actuadores?
Como ya hemos comentado, los actuadores se utilizan para mover y controlar un sistema o mecanismo.
Para llevar a cabo su cometido, los actuadores necesitan una señal de control y una fuente de energía. Se utilizan mucho en válvulas, compuertas, transportadores, sistemas de control automático, etc.
Por lo general, los actuadores comerciales realizan cualquiera de las dos funciones indicadas a continuación:
Accionar un dispositivo como las válvulas de las tuberías.
Aplicar una fuerza o un par de torsión para elevar, girar o moldear.
¿Cuáles son los tipos de actuadores más utilizados en la industria?
Los actuadores se utilizan para poner un elemento en funcionamiento de forma automática, tanto si una persona pone algo en marcha como si un ordenador pone en marcha un programa.
Por tanto, una parte del proceso consiste en determinar qué tipo de actuador es el más adecuado para la tarea en cuestión.
Para ello, los actuadores más utilizados en la industria pueden clasificarse según el movimiento que producen y la fuente de energía que utilizan.
Actuadores por el movimiento que producen
Los actuadores de movimiento pueden crear dos tipos principales de movimiento: lineal y rotativo.
Actuadores lineales
Los actuadores lineales, como su nombre indica, son dispositivos que producen un movimiento dentro de una trayectoria recta.
Pueden ser mecánicos o eléctricos y se ven sobre todo en dispositivos hidráulicos o neumáticos.
Cualquier máquina, equipo o aparato que requiera algún tipo de movimiento rectilíneo suele tener un actuador lineal.
En un actuador lineal simple, hay una tuerca, una tapa y un tubo deslizante.
El tubo deslizante proporciona el espacio para el movimiento, mientras que la tuerca y la tapa proporcionan el movimiento de enclavamiento que mantiene el actuador en una trayectoria recta.
Otros actuadores lineales complejos tendrán piezas adicionales, pero el sistema mencionado anteriormente es la base del movimiento recto.
Actuadores rotativos
En contraste con los actuadores lineales, los actuadores rotativos crean un movimiento circular. Desde el término «rotatorio», la mayoría de las máquinas utilizan estas piezas giratorias para completar un movimiento de giro.
A menudo se utilizan junto con un actuador lineal si una máquina requiere moverse hacia adelante, hacia atrás, hacia arriba o hacia abajo.
Muchos actuadores rotativos se alimentan de forma eléctrica, pero algunos se alimentan mediante un sistema hidráulico o neumático.
Se pueden encontrar actuadores rotativos en limpiaparabrisas, ventiladores eléctricos o máquinas de fabricación que transportan mercancías de una zona a otra.
Actuadores por la fuente de energía que utilizan
Para distinguir aún más los diferentes tipos de actuadores, también podemos clasificarlos según la fuente de energía o el sistema que utilizan para moverse.
A continuación se muestran los actuadores más comunes según la fuente de energía:
Actuadores hidráulicos
Los actuadores hidráulicos funcionan mediante el uso de un cilindro lleno de fluido con un pistón suspendido en el centro.
Por lo general, los actuadores hidráulicos producen movimientos lineales, y un resorte está unido a un extremo como parte del movimiento de retorno.
Actuadores neumáticos
Los actuadores neumáticos son una de las opciones más fiables para el movimiento de las máquinas.
Utilizan gases presurizados para crear movimiento mecánico. Muchas empresas prefieren los actuadores neumáticos porque pueden realizar movimientos muy precisos, especialmente al arrancar y parar una máquina.
Actuadores eléctricos
Los actuadores eléctricos, como habrás adivinado, necesitan electricidad para funcionar.
Algunos ejemplos conocidos son los coches eléctricos, la maquinaria de fabricación y los equipos de robótica.
Al igual que los actuadores neumáticos, también crean un movimiento preciso ya que el flujo de energía eléctrica es constante.
Los diferentes tipos de actuadores eléctricos son:
Actuadores electromecánicos: Estos actuadores convierten las señales eléctricas en movimientos rotativos o lineales e incluso pueden ser capaces de combinar ambos.
Actuadores electrohidráulicos: Este tipo de actuador también se alimenta eléctricamente pero da movimiento a un acumulador hidráulico.
El acumulador proporciona entonces la fuerza para el movimiento, normalmente visto en equipos industriales pesados.
Actuadores térmicos y magnéticos
Los actuadores térmicosy magnéticos suelen consistir en aleaciones con memoria de forma que pueden calentarse para producir el movimiento.
El movimiento de los actuadores térmicos o magnéticos a menudo proviene del efecto Joule, pero también puede ocurrir cuando una bobina se coloca en un campo magnético estático.
El campo magnético provoca un movimiento constante denominado fuerza de Laplace-Lorentz.
La mayoría de los actuadores térmicos y magnéticos pueden producir una amplia y potente gama de movimientos sin dejar de ser ligeros.
Actuadores mecánicos
Algunos actuadores son de tipo mecánico, como las poleas o los sistemas de piñón y cremallera.
Se aplica otra fuerza mecánica, como tirar o empujar, y el actuador aprovecha ese único movimiento para producir los resultados deseados.
Por ejemplo, el giro de un solo engranaje en un conjunto de cremallera y piñones puede movilizar un objeto desde el punto A al punto B.
El movimiento de tirón aplicado en la polea puede llevar el otro lado hacia arriba o hacia el lugar deseado.
Actuadores de polímero superenrollado
Los actuadores de polímerosuperenrollado son relativamente nuevos con respecto a los diferentes tipos de actuadores.
Se utilizan en robótica y prótesis, ya que pueden reproducir el movimiento del músculo humano mediante una bobina que se contrae y expande cuando se calienta o se enfría.
Actuador lineal con servomotor
¿Dónde se usan los actuadores?
Después de haber hecho la clasisficación de los diferentes tipos de actuadores industriales, ahora vamos a profundizar en sus principales aplicaciones en la industria.
Sistemas de automatización industrial
Los actuadores industriales funcionan bien en la fabricación. Se utilizan mucho en las fábricas para mejorar la eficiencia de los procesos.
Funcionan bien para aplicaciones eléctricas, mecánicas y de control de movimiento. También automatizan las líneas de montaje y otras operaciones para aumentar la productividad de los trabajadores.
Industria del automóvil
Los actuadores utilizados en la industria del automóvil controlan los movimientos que se producen en los coches.
También pueden controlar otros componentes del interior de un vehículo, como los volantes automáticos y los ajustes de los asientos.
Además, hay varios tipos de actuadores que se utilizan en los vehículos para controlar el movimiento de las ruedas.
Un tipo de actuador para automóviles es un cilindro neumático. Está unido a un pistón, que empuja aire a presión. Esto produce un potente empuje que hace que un objeto se mueva de forma rápida o deje de moverse por completo.
Otro tipo es el accionamiento por cadena, que consiste en múltiples engranajes y rodillos. Con este tipo de actuador, los engranajes y rodillos cambian el movimiento del coche en un movimiento circular.
Robótica
Los actuadores de la robótica ayudan a controlar el movimiento y a crear acciones precisas en los robots industriales.
En otras aplicaciones de la robótica como la tecnología médica, utilizan actuadores en los robots de cirugía, para realizar operaciones delicadas dentro del cuerpo.
Procesamiento de alimentos
Puedes encontrar actuadores en equipos de procesamiento de alimentos en la industria alimentaria, como batidoras, prensas, cortadoras y ralladores.
Estos actuadores ayudan a controlar los diferentes procesos en el procesamiento de alimentos utilizando servos y ayudan a crear un ambiente seguro y sanitario en la producción de alimentos.
Fabricación de productos electrónicos
La fabricación de productos electrónicos utiliza muchos tipos de actuadores que crean acciones precisas necesarias en las líneas de montaje.
Algunas aplicaciones incluyen el uso de brazos robóticos para montar placas de circuitos y otros componentes electrónicos.
Además, los actuadores se utilizan para funciones como el calentamiento del plástico durante el proceso de fabricación y otras funciones que requieren movimientos precisos.
Construcción
Una amplia gama de equipos de construcción utiliza actuadores. Los equipos de construcción incluyen una variedad de herramientas que ayudan a que la construcción sea más rápida y eficiente.
Los equipos de construcción también pueden realizar diversas tareas, como excavar, nivelar, apilar, conducir, levantar y mover materiales. Los actuadores trabajan con todas estas máquinas para crear un flujo de trabajo eficiente.
Ejemplos de usos de los actuadores en la industria
En la práctica, los actuadores se utilizan en aplicaciones que requieren inclinación, elevación, tracción o empuje, con una fuerza máxima de 10.000 N.
Los actuadores motorizados suelen incorporar motores eléctricos, cilindros u otros dispositivos de movimiento para producir rotación o traslación lineal.
Las disposiciones de cremallera, los husillos de bolas y otros tipos de componentes de transmisión de potencia conectan los motores, etc., a las cargas.
En muchos casos, los actuadores lineales comienzan con un motor principal rotativo, cuya rotación se convierte en movimiento lineal a través de un tornillo de potencia o dispositivo similar.
Por el contrario, muchos actuadores rotativos pueden comenzar con dispositivos lineales como cilindros hidráulicos que producen un movimiento circular a través de arreglos de cremallera y piñón.
En otras implementaciones, los actuadores se utilizan mucho para accionar válvulas de control a distancia. Por ejemplo, un actuador típico para una válvula de globo debe ser capaz de girar el vástago de la válvula a través de sus muchas revoluciones entre abierto y cerrado.
Con frecuencia, el actuador de una válvula de globo consiste en un motor eléctrico que acciona un engranaje helicoidal que, a su vez, hace girar una tuerca que encaja en las roscas del vástago del operador de la válvula.
Por otro lado, las válvulas de cuarto de vuelta, como las de bola, suelen utilizar actuadores neumáticos para empujar y tirar de los piñones que imparten el movimiento de rotación a la bola de la válvula, la mariposa, etc.
Los actuadores también se utilizan en muchas aplicaciones de movimiento lineal en las que no se dispone de energía neumática para accionar los cilindros o en las que se necesita una fuerza adicional de diseños compactos.
Un actuador lineal poco habitual utiliza una cadena que, cuando es recta, forma una longitud rígida, pero que puede curvarse alrededor del engranaje motriz para obtener su movimiento.
Otros actuadores lineales utilizan correas dentadas, husillos o conjuntos de cremallera y piñón para conseguir una acción de empuje y tracción.
Por otro lado, los actuadores lineales eléctricos se utilizan en máquinas de envasado, equipos médicos, maquinaria de producción, etc., así como en una gran cantidad de aplicaciones de la industria del transporte, desde aviones hasta ferrocarriles.
En ocasiones, los actuadores lineales combinan motores paso a paso con husillos de bolas para lograr un posicionamiento preciso y controlable.
Actuador neumático
¿Cómo elegir un actuador?
Entender los diferentes tipos de actuadores es un paso crucial para hacer la mejor selección para tu equipo.
Dado que cada tipo tiene su propia finalidad y requisitos energéticos, repasaremos los factores que te ayudarán a tomar la mejor decisión.
Disponibilidad de la fuente de energía
Lo primero que debes tener en cuenta es la compatibilidad de tu fuente de energía. Si tienes un emplazamiento industrial con una fuente eléctrica, quizás la mejor elección -y la opción con más selecciones- sean los actuadores eléctricos.
Si no hay fuentes eléctricas en la zona, o quieres un equipo totalmente funcional sin electricidad, puedes optar por los de tipo neumático o hidráulico.
Movimiento requerido
Otro factor importante a la hora de elegir un actuador es el rango de movimiento que necesitas para los equipos. ¿Es lineal, rotativo o una integración de ambos?
Los actuadores hechos a medida pueden combinar o crear cronológicamente estos movimientos para ayudarte a concretar el equipo final.
Precisión
Algunos actuadores son más precisos que el resto. Otros actuadores tienen un mayor margen de variaciones de movimiento, como los que funcionan a través de la hidráulica.
Cualquier industria que requiera un alto nivel de precisión para la seguridad y el éxito de la operación debe considerar los tipos de actuadores que tienen movimientos específicos.
Preocupaciones por la seguridad y el medio ambiente
La seguridad es otro factor a tener en cuenta a la hora de elegir un actuador para tu equipo.
Los actuadores eléctricos o térmicos deben utilizarse con precaución en áreas con temperaturas extremas o peligros de conducción.
Por ejemplo, el funcionamiento de los actuadores eléctricos cerca de una masa de agua sin sellado u otras medidas de seguridad puede crear un riesgo laboral.
Si tu empresa también está comprometida con la reducción de la huella de carbono, deberás tener en cuenta el impacto medioambiental de cada actuador.
Normalmente, los actuadores eléctricos tienen poca o ninguna huella de carbono.
Directrices oficiales
También hay directrices específicas a seguir para los actuadores industriales en ciertas áreas.
Diferencias entre los sensores y los actuadores
Los sensores y los actuadores siguen señales diferentes, funcionan por medios distintos y deben trabajar juntos para completar una tarea. Además, están ubicados físicamente en zonas diferentes y suelen utilizarse en aplicaciones distintas.
A continuación te detallamos sus diferencias más destacadas
Entradas y salidas
Por un lado, los sensores examinan las entradas del entorno, que desencadenan una acción determinada. Por otro lado, los actuadores controlan las salidas de los sistemas y máquinas.
Señalización eléctrica
Los sensores funcionan mediante señalización eléctrica para leer las condiciones ambientales especificadas y realizar la tarea asignada. Sin embargo, los actuadores miden la energía térmica o de movimiento para determinar la acción resultante.
Dependencia
En definitiva, los sensores y los actuadores pueden depender el uno del otro para realizar una tarea determinada. Si ambos están presentes, un actuador depende de un sensor para hacer su trabajo. Si uno o ambos no funcionan correctamente, el sistema no será funcional.
Conversión de la dirección
Un sensor tiende a convertir un atributo físico en una señal eléctrica. Mientras que un actuador hace lo contrario: convierte una señal eléctrica en una acción física.
Ubicación
Si hay un sensor y un actuador, el primero se encuentra en el puerto de entrada, mientras que el segundo reside en el puerto de salida.
Aplicación
En la práctica, los sensores suelen utilizarse para medir la temperatura, la vibración, la presión o los niveles de fluidos de los activos. En cambio, las aplicaciones industriales de los actuadores incluyen el funcionamiento de dampers, válvulas y engranajes.
Como conclusión final a este apartado, los sistemas industriales pueden utilizar múltiples actuadores y sensores para realizar tareas diversas. Sin embargo, la relación básica es la misma: los dos trabajan juntos.
O bien el sensor envía la señal y el actuador realiza la acción, o bien un movimiento del actuador activa un sensor para enviar una alerta.
Tips para el mantenimiento de actuadores industriales
Todo equipo y maquinaria industrial requiere mantenimiento. El mantenimiento adecuado de tus actuadores te ayudará a evitar paradas importantes, peligros o pérdidas de productividad.
Por lo general, las averías en los actuadores son causados por errores de aplicación, como la carga lateral, el cableado incorrecto, la mala fijación del montaje, la carga excesiva y el exceso de ciclo de trabajo.
De forma habitual, es importante revisar a fondo tu sistema durante la fase de diseño para seleccionar el actuador adecuado y realizar una instalación precisa acorde con las especificaciones del fabricante. Con posterioridad es necesario aplicar un mantenimiento regular.
A continuación se ofrecen algunos consejos generales para mantener tus actuadores en plena forma.
Inspeccionar periódicamente: La realización de comprobaciones visuales rutinarias del equipo permitirá identificar los primeros signos de problemas en los actuadores. Un mecánico con experiencia te ayudará a inspeccionar las zonas de desgaste.
Reponer y sustituir: Los actuadores hidráulicos a veces necesitan reponer el líquido del cilindro. Comprueba siempre que no haya fugas ni signos de niveles bajos de líquido hidráulico. Sustituye también las tuercas, pernos, bobinas o tornillos sueltos o dañados en las piezas del actuador.
Medir los datos de rendimiento: En algunos casos, los actuadores no mostrarán signos externos de un problema, pero puedes rastrear los problemas a través del rendimiento. Los gráficos automatizados y el cálculo del rendimiento pueden ser necesarios si deseas detectar problemas más profundos.
Conclusión
Los actuadores están presentes en casi todos los dispositivos industriales y domésticos que utilizamos hoy en día.
Sin embargo, las innovaciones en este campo reciben poca cobertura en los medios de comunicación en comparación con las tecnologías de vanguardia como la inteligencia artificial (IA), Blockchain, Internet de las cosas (IoT), la impresión 3D, etc.
En el ámbito industrial, los actuadores son cada vez más populares cuando se trata de soluciones para el ajuste de altura y posición. Y no es de extrañar, porque este método ofrece muchas ventajas sobre otros métodos tradicionales.
En los próximos años, se diseñarán nuevos actuadores con mejores parámetros de rendimiento, y los que se están investigando llegarán a las industrias.
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La lubricación industrial se compone de sustancias que se aplican para reducir la fricción y el desgaste en superficies que tienen un movimiento periódico entre ellas.
Aunque ésta es la función principal de un lubricante, también puede servir como agente preventivo de la corrosión, agente de sellado y como medio para retener y expulsar contaminantes en los sistemas mecánicos, entre otras utilidades.
Si bien los aceites y las grasas para uso industrial son las formas más comunes de los lubricantes líquidos y semisólidos, también pueden encontrarse en otras formas: lubricantes secos, lubricantes gaseosos (como el aire), etc.
Los fabricantes de equipos se esfuerzan por encontrar fórmulas óptimas para sus diseños y en todo momento se aconseja a los técnicos de mantenimiento de los equipos que sigan las recomendaciones de lubricación de los fabricantes para su selección y uso.
En este artículo vamos a analizar las funciones principales de los lubricantes industriales, los diferentes tipos que se utilizan en la maquinaria industrial y las metodologías de lubricación industrial más importantes.
Qué es la lubricación industrial
En pocas palabras, la lubricación industrial es una metodología basada en sustancias aceitosas o grasosas que se aplican a las piezas móviles de las máquinas, como los engranajes o los rodamientos, para reducir la fricción y el desgaste.
En concreto, los lubricantes industriales actúan como una capa intermedia entre dos superficies, permitiendo un movimiento suave y eficiente.
Poco a poco, la lubricación industrial se ha convertido en una de las tareas importantes de los departamentos de mantenimiento industrial, ya que el 80% de las averías de las máquinas son consecuencia de un fallo de lubricación: un lubricante inadecuado, un exceso o una falta de lubricación pueden tener graves consecuencias.
A pesar de esta observación de los especialistas, menos del 5% del presupuesto global de mantenimiento se destina a la lubricación industrial.
Una lubricación adecuada y controlada garantiza una mayor competitividad, una mayor seguridad para las instalaciones y el personal de mantenimiento, y también contribuye al respeto por el medio ambiente.
Cuál es la función de la lubricación industrial
Los sistemas de lubricación industrial distribuyen el lubricante a las partes móviles en contacto de la máquina.
Al final, los lubricantes reducen la fricción entre los elementos de la máquina que se deslizan o ruedan, como los engranajes, los ejes, los cojinetes, las cadenas, las matrices, los tornillos, los cilindros, las válvulas, los cables, entre otros componentes de la maquinaria y los equipos industriales, con el fin de evitar el desgaste, la generación de calor y los fallos prematuros, así como para prolongar la vida útil de los elementos de la maquinaria.
Además, la lubricación industrial puede funcionar como un refrigerante que evita la expansión térmica, que en consecuencia degrada la precisión de los componentes de la maquinaria.
En resumen, las funciones destacadas que puede realizar un lubricante industrial son:
Reducir el desgaste y la deformación de la superficie, al evitar el contacto directo entre las superficies de rozamiento.
Cubrir la superficie de contacto de los rodamientos con una película de aceite adecuada para prolongar la vida útil del rodamiento.
Absorber los impactos.
Refrigerar las superficies de contacto mediante la reducción de la pérdida de energía en forma de calor.
Frenar el óxido y la corrosión de las superficies metálicas y ayudar a mantener los residuos y contaminantes fuera del sistema.
Atenuar el consumo de energía.
Controlar la expansión y la contracción de los metales de la maquinaria debido al calor por convección local.
Simplificar en gran medida el mantenimiento y los costes de funcionamiento de la máquina.
Dónde se utilizan los sistemas de lubricación industrial
En el mantenimiento industrial de los activos de una planta de producción, la lubricación industrial es una de las áreas principales a tener en cuenta en el día a día.
Como ya hemos comentado, los lubricantes industriales se utilizan para una amplia gama de propósitos y el tipo de lubricante industrial que utilices dependerá en gran medida del tipo de máquina que tengas, de su aplicación específica y de otros factores.
La diversidad de sistemas de lubricación industrial van desde las pistolas de engrase de accionamiento manual hasta los sistemas automatizados y centralizados de distribución del lubricante industrial.
Los lubricantes industriales pueden utilizarse en cualquier industria y en cualquier aplicación que utilice maquinaria mecánica compuesta por piezas móviles.
A continuación citamos algunos ejemplos de industrias donde la lubricación industrial es un elemento clave:
Industria textil: para máquinas de teñir, motores y vaporizadores.
Industria del automóvil: para la optimización de motores y la reducción del ruido, la vibración y la dureza (NVH).
Industria energética: para palas de turbinas, cojinetes de generadores y sistemas hidráulicos.
Industria aeroespacial: para trenes de aterrizaje, actuadores y controles de vuelo.
Industria naval: para sistemas de engranajes, compresores y turbinas.
Industria médica: para ventiladores y bombonas de gas.
Cómo se clasifican los lubricantes industriales según su uso: tipos
En la mayoría de los casos, los sistemas de lubricación industrial utilizan aceite o grasa.
El aceite industrial es un excelente lubricante porque posee un nivel de viscosidad bastante alto y no se adhiere a las superficies.
Los mejores aceites para aplicaciones de lubricación son los aceites minerales, como el petróleo, porque resisten la degradación mucho más tiempo que los aceites orgánicos.
Por otro lado, la grasa para uso industrial es un semisólido aún más viscoso que el aceite. Este lubricante industrial no utiliza el tipo de grasa que proviene de la grasa animal. Más bien, utiliza una combinación de jabón y aceite mineral o vegetal.
Cada vez es más frecuente en la lubricación industrial la utilización de grasas fabricadas con aceites sintéticos, como siliconas, poliolefinas hidrogenadas, fluorocarbonos y ésteres.
Este cambio a la grasa sintética tiene su origen en la asequibilidad de los aceites sintéticos, así como en la mayor gama de viscosidades, consistencias e impacto medioambiental que ofrecen estos compuestos sintéticos.
La grasa se utiliza generalmente en piezas que requieren menos lubricación, ya que dura más y requiere menos mantenimiento.
Existen varios tipos de lubricantes industriales, siendo los más comunes los de grasa, los líquidos y los sólidos.
A continuación se detallan cada uno de ellos.
Grasas industriales (lubricantes semisólidos)
La grasa industrial se compone de un lubricante líquido combinado con un espesante. Este espesante suele ser jabón combinado con aditivos que ayudan a otras características como la adherencia y la resistencia a la corrosión.
La grasa suele licuarse en el gradiente o punto de caída de la temperatura, entre 100 y 250 °C.
Sin embargo, éste puede ser incluso superior, dependiendo del agente espesante. Por ejemplo, las grasas espesadas con cal o jabones de calcio tienen puntos de goteo más bajos, mientras que las espesadas con arcilla se licúan a temperaturas más altas.
La gran ventaja de la grasa industrial es que, en comparación con el aceite, puede lubricar superficies de difícil acceso o alcance. En el caso de las grasas industriales, la viscosidad del aceite no es equivalente al índice de consistencia.
Por lo tanto, la clasificación de la grasa industrial para lubricación se define por la viscosidad del lubricante base.
Tipos de grasa industrial
A continuación se detallan los diferentes tipos de grasa industrial más comunes que se aplican en las industrias:
Arcilla de bentonita modificada: Se aplica en entornos en los que se espera una exposición a altas temperaturas. Es una grasa suave con una temperatura máxima de 100-120 a 150-160°C. También tiene un punto de goteo de 250-260°C y una muy buena resistencia al agua. Se utiliza sobre todo en hornos debido a su capacidad para crear un sello que puede ser utilizado por las juntas de los rodamientos a altas temperaturas.
Complejo de aluminio: Se aplica en entornos en los que se espera una exposición a altas temperaturas. Tiene una temperatura máxima en el rango de 120 a 160 °C. También tiene un punto de goteo de 250-260°C y se aplica principalmente en la maquinaria alimentaria.
12-hidroxiestearato de litio: Se utiliza principalmente en aplicaciones de rodamientos. Tiene una textura suave, resistencia al agua, un rango de temperatura máxima de 120 a 160 °C y un punto de goteo de 190 °C. Tiene una larga vida útil y es muy bombeable.
Complejo de litio: Tiene una buena resistencia al agua, una textura suave, una temperatura máxima en el rango de 120 a 160 °C y un punto de goteo de 250-260 °C. Puede considerarse una mejora del Litio 12, y su aplicación como grasa es de uso general.
Seboato de sodio: Se utiliza sobre todo en los rodamientos de las ruedas, que pueden ser más lentos y con un desgaste mayor. Tiene una textura fibrosa, poca resistencia al agua, una temperatura máxima de 120°C y un punto de goteo de 200°C. Sin embargo, tiene propiedades de prevención de la oxidación y es barato.
12-hidroxiestearato de calcio: Tiene una buena resistencia al agua, una grasa suave con una temperatura máxima de 120°C y un punto de goteo de 140°C.
Poliurea: Es una grasa suave con resistencia al agua, una temperatura máxima de 120 a 160 °C y un punto de goteo de 240 °C. Se aplica principalmente a la maquinaria alimentaria.
Lubricantes líquidos
Se producen en su mayoría a partir de fluidos sintéticos y de petróleo. Los aceites a base de petróleo son más económicos. En cambio, los aceites sintéticos son más caros, pero el beneficio de un mejor rendimiento supera el coste en algunas aplicaciones.
El factor dominante entre las características de los lubricantes líquidos es su viscosidad. La viscosidad de un lubricante líquido es la resistencia que poseen algunos líquidos durante su fluidez y deformación. Es decir, cuanto más resistencia tiene un líquido para fluir y deformarse, más viscoso es.
La variación de la viscosidad del lubricante con los cambios de temperatura puede medirse como un índice de viscosidad (VI) al que se le asigna un número entre 0 y 100. Cuanto más alto sea el número, menor será la variación de la viscosidad con los cambios de temperatura.
Por otro lado el punto de fluidez es la temperatura a la que el lubricante puede fluir. Es una consideración importante en los lubricadores por gravedad o en los motores de arranque en frío.
Los aceites sintéticos se utilizan sobre todo para aumentar la estabilidad térmica. Esto suele ocurrir a expensas de otra característica, por ejemplo, el punto de fluidez.
Los lubricantes sintéticos son mucho más caros que los de base mineral. Por ello, sólo se utilizan en entornos industriales, en cuyo caso las ganancias de rendimiento compensan el gasto adicional.
Entre los fluidos sintéticos podemos encontrar: ésteres de fosfato para los fluidos hidráulicos resistentes al fuego, poliglicol para el líquido de frenos, la silicona utilizada en el plástico y el caucho, etc.
Lubricantes sólidos
Los lubricantes sólidos también se conocen como lubricantes de película seca. Se trata de grafito natural, sintético o disulfuro de molibdeno mezclado con aglutinantes que se aplican a las superficies de deslizamiento.
Este tipo de lubricación industrial es popular en aplicaciones en las que la presión o las temperaturas extremas hacen que los lubricantes líquidos no sean prácticos. Por ejemplo, el disulfuro de molibdeno es la opción preferida en los equipos de alto vacío.
Esto es contrario al grafito, que necesitaría vapor de agua para actuar como lubricante en dichas condiciones.
El disulfuro de molibdeno y el grafito tienen bajos coeficientes de fricción al tener una estructura laminar en sus moléculas. Por lo tanto, su estructura entre placas es relativamente débil.
Por otro lado, el politetrafluoroetileno (PTFE) no tiene una estructura en capas como el disulfuro de molibdeno y el grafito como lubricante.
Por ello, se utiliza como aditivo de grasas, aceites y otros lubricantes. Además, una gran variedad de las piezas de las máquinas pueden utilizar el PTFE como película o revestimiento antifricción y puede combinarse con aluminio para dar una capa sólida de anodizado.
Además, los lubricantes sólidos pueden mezclarse con aglutinantes inorgánicos y orgánicos o aplicarse como gránulos o polvos no adheridos para dar revestimientos duraderos a las superficies.
Métodos de lubricación industrial
Los sistemas de lubricación industrial son un componente esencial para las industrias en las que la automatización y la maquinaria son importantes.
En estos casos, se pueden aplicar diferentes métodos de lubricación industrial para alinear el sistema de lubricantes adecuado para la aplicación de lubricantes correctos.
En algunos casos, es difícil elegir el método que mejor se adapte a los requisitos y procesos de tus aplicaciones, por lo que se analizan diferentes métodos y se aplican de forma especifica tras una inspección adecuada.
Es importante asegurarse de que se elige el método adecuado para que los resultados sean eficientes y se pueda aplicar la lubricación que corresponde.
No cabe duda de que el campo de la lubricación ha evolucionado, pero sigue dividido entre las técnicas antiguas y los procesos más innovadores. La evolución de las técnicas también está provocando cambios en el mantenimiento de la maquinaria industrial.
Entre los métodos de lubricación industrial que se aplican a la planta de producción destacamos:
Método de lubricación industrial manual
La lubricación industrial manual es el sistema básico de lubricación utilizado en las fábricas. Es, sin duda, el método de lubricación más barato y el que requiere un menor equipamiento posible.
Es el método de lubricación más sencillo y tradicional. Es la técnica más antigua que a menudo se lleva a cabo en el mantenimiento programado. Esto ayuda a proporcionar una flexibilidad para elegir el lubricante necesario.
Este método lo lleva a cabo un trabajador de mantenimiento. En la práctica, se desplaza a los puntos que hay que lubricar, con una pistola de engrase manual.
Esta herramienta se compone de una bomba que se carga mediante cartuchos o grasa a granel, así como de una boquilla de engrase que permitirá inyectar la grasa directamente en el lugar necesario. Las limitaciones de este sistema son que el margen de error humano sigue siendo alto.
Método de lubricación centralizada
El sistema de lubricación centralizada ha ido sustituyendo la lubricación manual. De hecho, es una herramienta utilizada en la industria para distribuir una cantidad precisa de lubricante a lugares determinados en momentos definidos.
Este sistema funciona mediante un programador. De esta forma, los inyectores están programados para suministrar una cantidad de lubricante en un intervalo establecido.
A la vez, una bomba se activa y hace que el lubricante fluya hacia los puntos deseados a través de un sistema de dosificación.
Método de lubricación automática
El sistema de lubricación automática es un proceso diseñado para lubricar un solo punto de lubricación, o varios.
El lubricador automático debe diseñarse como un consumible listo para usar que se instala directamente en la maquina industrial.
Todo lo que se necesita para montar este sistema es el propio consumible y un sencillo adaptador para acoplarlo al punto de lubricación deseado.
El proceso proporciona una dosis constante de lubricante y, por tanto, mantiene un nivel de lubricación estable.
Este proceso es adecuado para solucionar problemas de lubricación complejos, como la lubricación de puntos de difícil acceso o que pueden representar un peligro para las personas.
Mediante la presión de un eyector, el consumible puede fijarse a diferentes distancias.
Importancia de la lubricación industrial
La importancia de la lubricación industrial ayuda a reducir la fricción entre las piezas móviles sustituyendo la fricción sólida por la fluida.
Sin lubricación, es difícil mover un peso de 50 kilos a través de una superficie rugosa; con lubricación y prestando la debida atención al diseño de las superficies de los rodamientos, es posible mover una carga de varias toneladas con la ayuda de un motor.
Al reducir la fricción, disminuyendo así la cantidad que se disipa en forma de calor, la lubricación reduce la cantidad de energía necesaria para realizar acciones mecánicas y también reduce la cantidad de energía que se disipa en forma de calor.
Además de la reducción de la fricción, también disminuye la cantidad de desgaste que se produce durante el funcionamiento, reduce las temperaturas de funcionamiento, reduce la corrosión de las superficies metálicas y ayuda a mantener los contaminantes fuera del sistema.
En definitiva, la lubricación industrial es un asunto de vital importancia en toda la industria. Los lubricantes industriales no son menos que cualquier otro material o tarea importante en las industrias.
Por todo ello, los lubricantes industriales deben ser conservados en los estándares específicos de pureza y, las presiones y temperaturas óptimas deben ser cuidadas en todo el sistema de lubricación industrial.
Sin una lubricación adecuada, la maquinaria no funcionará correctamente y eso podría conducir a un fallo completo de la máquina o a una avería.
Desde los aceites para engranajes hasta las grasas, los lubricantes estándar y de alto rendimiento pueden ayudar a que los equipos necesarios funcionen sin problemas, incluso en los entornos más difíciles, y durante largos periodos de tiempo asegurando la calidad, la sostenibilidad y aportando una mayor fiabilidad.
Por ejemplo, un fluido hidráulico o líquido hidráulico es el medio por el que se transfiere la potencia en la maquinaria basada en sistemas hidráulicos.
Conclusiones
Un lubricante industrial puede utilizarse como una sustancia aplicada sobre superficies con movimiento relativo entre ellas.
El objetivo de la lubricación industrial es reducir la fricción y el desgaste entre las superficies.
Sin embargo, el lubricante puede tener otras funciones en la maquinaria. Estas funciones adicionales incluyen servir como agente de sellado, agente de transferencia de calor, agente preventivo de la corrosión y agente para atrapar y expulsar los contaminantes de los sistemas mecánicos.
Con independencia de que el sistema sea automatizado o manual, la finalidad es aplicar el tipo de lubricante correcto en el momento preciso y en la cantidad adecuada.
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Los sistemas de energía solar fotovoltaica funcionan transformando la energía del sol en electricidad. El sol es una fuente de energía renovable abundante y fiable al alcance de cualquiera.
Las placas solares de autoconsumo pueden instalarse con facilidad a gran escala en las empresas para uso industrial.
En definitiva, las empresas ofrecen espacios despejados en los tejados, en las marquesinas de las zonas de aparcamiento y en los terrenos adyacentes que son ideales para la instalación de paneles solares fotovoltaicos.
De esta forma, las empresas pueden reducir en gran medida sus gastos generando su propia electricidad a partir de la energía solar fotovoltaica.
Los sectores de la logística, la fabricación, la construcción, entre otros con instalaciones industriales de todos los tamaños pueden beneficiarse de la instalación de paneles fotovoltaicos en sus centros.
En este artículo analizaremos las características de la energía solar fotovoltaica para autoconsumo en la industria y cómo se puede beneficiar tu empresa de la aplicación industrial de los paneles solares.
¿Qué es la energía solar fotovoltaica para autoconsumo y cómo funciona?
La energía solar fotovoltaica pertenece a la categoría de energía renovable, porque se considera inagotable, al menos a escala humana. Es una energía denominada verde porque su producción no emite CO2.
Para captar y convertir la energía solar, existen varias tecnologías. La energía solar fotovoltaica es una de ellas.
El efecto fotovoltaico fue descubierto en 1839 por el físico francés Alexandre Edmond Becquerel. Pero no fue hasta principios del siglo XX cuando Albert Einstein consiguió explicar el fenómeno.
El elemento básico de la energía solar fotovoltaica es la célula fotovoltaica. Las células solares fotovoltaicas son unos dispositivos electrónicos que generan electricidad absorbiendo la energía de los fotones de la luz solar.
Estos ponen en movimiento a los electrones, que quedan atrapados en un campo eléctrico interno.
Al mismo tiempo, los electrones recogidos en la superficie de la célula generan una corriente eléctrica continua.
La corriente continua generada en el sistema fotovoltaico se convierte en corriente alterna mediante un inversor.
Esta electricidad generada puede ser utilizada de forma directa por la instalación de tu empresa, alimentando la red o almacenándola en baterías, u otros sistemas de almacenamiento de energía.
Por otro lado, un panel solar se compone de multitud de células fotovoltaicas. La corriente generada por todas las células juntas suman la electricidad suficiente para ayudar a alimentar de electricidad a tu empresa.
Al igual que las células de una batería, las células de un panel solar están diseñadas para generar electricidad, con la diferencia de que las células de una batería producen electricidad a partir de sustancias químicas y las células de un panel solar generan electricidad capturando la luz solar.
Otro componente importante del sistema de energía fotovoltaica es el contador que mide la cantidad de electricidad suministrada a la red.
Por lo común, las dimensiones de los paneles solares industriales más utilizados son de 2 metros x 1 metro. Están compuestas por 72 células fotovoltaicas distribuidas en filas de 12 x 7 células.
Los sistemas de energía solar fotovoltaica industriales tienden a ser más grandes en comparación con los residenciales o los de pequeñas y medianas empresas.
Sobre el terreno, un sistema solar fotovoltaico industrial es capaz de producir una potencia pico media de unos 320 W, ahorrando más del 70% en comparación con la electricidad suministrada por la red.
Ejemplo de un sistema de energía solar fotovoltaica en una industria
Ventajas de las instalaciones industriales de energía solar fotovoltaica para autoconsumo
El proceso de fabricación suele utilizar una cantidad considerable de electricidad, lo que convierte a un fabricante en un excelente candidato para la energía solar fotovoltaica.
Además, los fabricantes suelen operar en grandes edificios con mucho espacio disponible en el tejado y en otros espacios para la instalación de un sistema solar.
A la larga, la energía solar puede suponer un ahorro a las empresas de miles de euros en costes de electricidad y, le permitirá protegerse de las subidas del precio de la energía, lo que le hará más competitiva.
Por otro lado, la instalación de sistemas de energía fotovoltaica ayuda a combatir las emisiones de gases de efecto invernadero y reduce la dependencia colectiva de los combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural.
Según la IAE (International Solar Alliance), la energía solar fotovoltaica se está convirtiendo en la opción de menor coste para la generación de electricidad en la mayor parte del mundo, por lo que se espera un impulso de la inversión en los próximos años.
A continuación, enumeramos algunas de las ventajas destacadas que las empresas industriales pueden obtener al apostar por una instalación de energía solar fotovoltaica.
Ahorro de electricidad
La razón más extendida entre las empresas que deciden pasarse a la energía solar es el ahorro en la factura energética mensual.
Sin embargo, todavía hay empresas que dudan por el alto coste de la instalación de los paneles solares. En este sentido, hay que tener en cuenta que, una vez instalado el sistema, se amortiza en un periodo de tiempo relativamente corto.
La instalación del sistema de energía solar fotovoltaica para autoconsumo en tu fábrica o nave industrial eliminará o reducirá la preocupación relacionada con las facturas de electricidad.
El ahorro en la factura eléctrica dependerá del uso de la electricidad de la red y del tamaño del sistema de energía fotovoltaica. Además, existe la posibilidad de recibir pagos por el excedente de energía que se exporta a la red.
Alta fiabilidad y poco mantenimiento
La energía solar es una garantía de durabilidad y fiabilidad. Hoy en día, la instalación y el mantenimiento de los paneles solares son más baratos y sencillos que nunca.
Los paneles solares industriales de buena calidad ofrecen la mejor relación calidad-precio. La mayoría tienen una garantía de al menos 25 años y, dentro de 25 años, seguirán produciendo más del 85% de la electricidad que producen hoy.
Se calcula que la vida útil real de los paneles solares es mucho mayor, de unos 40 años. Su sencillo diseño hace que apenas requieran mantenimiento y que apenas puedan fallar.
Como no hay piezas móviles, no hay desgaste. El inversor suele ser la única pieza que hay que cambiar al cabo de 5-10 años, ya que está continuamente trabajando para convertir la energía solar en electricidad.
Aparte del inversor, los cables también necesitan mantenimiento para garantizar que tu sistema de energía solar fotovoltaica de autoconsumo funcione con la máxima eficiencia.
Por lo tanto, después de cubrir el coste inicial del sistema fotovoltaico, tendrás poco gasto en trabajos de mantenimiento y reparación.
Para que tus paneles solares sigan generando el máximo rendimiento, deben limpiarse con la periodicidad que indique el fabricante.
Energía renovable
La energía solar es una fuente de energía 100% limpia y renovable que reduce la dependencia del petróleo, el carbón y el gas natural para la producción de electricidad.
Estos combustibles fósiles producen emisiones perjudiciales que afectan a la calidad del aire, el agua y el suelo, y son responsables del calentamiento global.
Según los expertos, en 2065 nuestro planeta perderá más especies de plantas y animales por extinción que en los 65 millones de años anteriores juntos.
Estas estadísticas muestran los efectos de los gases de efecto invernadero procedentes de los combustibles fósiles.
En cambio, la energía solar fotovoltaica no produce ninguna contaminación. La abundante energía del sol es una fuente de energía ilimitada que no daña la capa de ozono.
Los sistemas industriales de energía solar son una inversión en el futuro del planeta que puede ayudar a dejar de utilizar fuentes de energía no renovables y a proteger el medio ambiente.
Autoconsumo de electricidad
Esta energía renovable procedente de una fuente inagotable de recursos como es el sol se puede utilizar de forma muy eficaz en todo tipo de procesos industriales.
Si quieres dejar de depender de las compañías comercializadoras de electricidad y de los precios que éstas dictan, tienes la opción de invertir en paneles fotovoltaicos para suministrar electricidad a tu planta de producción.
Calculado a 0,5 kWh por metro cuadrado de generación de energía fotovoltaica al día, 10.000 metros cuadrados de equipos fotovoltaicos pueden generar 5.000 kWh de electricidad al día.
Además de suministrar electricidad a tu empresa, la energía sobrante puede venderse en la red para obtener ingresos extra como ya te hemos comentado.
Prestaciones para la empresa
Dependiendo de la ubicación de la empresa, la instalación de paneles solares puede dar lugar a la obtención de financiación y beneficios.
Es importante tener esto en cuenta, estar atentos e investigar qué beneficios están disponibles en la actualidad o en el futuro más próximo para obtener una ayuda en la instalación de las placas fotovoltaicas en tu empresa.
Buscar nuevas formas de atraer a los clientes puede ser todo un reto, sobre todo cuando se te acaban las ideas. El cambio a la energía renovable te dará la posibilidad de comercializar tu negocio como verde.
Las nuevas generaciones están muy interesadas en comprar a empresas ecológicas y sostenibles.
A medida que crezcan y se conviertan en una parte mayor de la población compradora, querrás crear estrategias de marketing que les resulten atractivas.
Ser ecológico puede ser una gran manera de conseguir un impulso de relaciones públicas muy necesario y podría ser la diferencia entre que un cliente elija tu empresa o la de un competidor.
Edificios más limpios y frescos
El sistema de energía solar fotovoltaico reduce la cantidad de calor que llega al edificio en un increíble 30%.
Una vez completada la instalación fotovoltaica, tiene buenos efectos de impermeabilidad y aislamiento térmico, lo que puede reducir de forma eficaz la temperatura interior de un edificio 5 grados menos que las partes expuestas a la luz solar de forma directa.
Las placas de energía solar fotovoltaica ofrecen energía limpia y segura para reducir el coste de la refrigeración en verano.
Además, mantienen limpias y frescas las azoteas de los edificios al reflejar y absorber gran parte de la energía renovable del sol.
Seguridad, sin ruidos y sin contaminación.
Las instalaciones de placas fotovoltaicas no ocupan el espacio de producción, y sólo utilizan el espacio libre en el techo, marquesinas o terrenos adyacentes, que son seguros y fiables.
Este tipo de instalaciones no emiten radiaciones ni ruidos durante su funcionamiento.
Además no requieren combustibles fósiles para trabajar, tienen un bajo coste de funcionamiento y no producen residuos contaminantes durante la generación de energía.
Reforzar los valores del equipo
Los empleados de una empresa que decide hacer la transición a la energía solar son testigos de un verdadero deseo de cambio por parte de la empresa, y esto puede mejorar y potenciar la satisfacción y la lealtad de tus empleados.
Conclusión
Cualquier empresa, ya sea del sector industrial o del sector servicios, necesita un suministro eléctrico para poder llevar a cabo las funciones básicas de sus instalaciones.
Por ello, contar con la mejor solución energética es un punto clave a la hora de reducir los costes fijos de la actividad económica.
La energía solar fotovoltaica ha llegado para quedarse. Ya ha cambiado la industria energética, su modelo de negocio y la forma de suministrar electricidad a la red.
Hay muchas oportunidades para que las empresas aprovechen la generación de energía solar a escala industrial.
Debido a las características de este tipo de instalaciones, los paneles solares son una opción más fácil de instalar.
Esta es una razón más para disfrutar de las ventajas de la energía solar, especialmente si las instalaciones industriales se encuentran en una zona con buenas condiciones climáticas que permitan una buena explotación de este tipo de energía.
Por otro lado, las empresas desempeñan un papel fundamental en la carrera contra el cambio climático debido al fuerte impacto que tienen en el medio ambiente.
Por ello, tienen su correspondiente responsabilidad y sus acciones pueden allanar el camino hacia la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
El sector privado debe ser consciente de su capacidad de cambio y debe liderar la transición hacia una nueva economía más respetuosa con el medio ambiente y las personas.
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Cuando un sistema hidráulico industrial falla, encontrar el origen del problema puede ser un reto.
Estos potentes equipos son capaces de mover grandes pesos y están detrás de algunas de las tareas más indispensables de muchas empresas.
Con todo el trabajo que realizan, el cuidado del sistema hidráulico es fundamental. Sin él, se corre el riesgo de dañar los componentes, perder eficiencia y dañar a los trabajadores creando riesgos de seguridad.
Por lo que, un mantenimiento hidráulico adecuado puede evitar la mayoría de los problemas, incluidas las fugas, así como maximizar el tiempo de funcionamiento del sistema hidráulico.
Después de todo, los requisitos de mantenimiento hidráulico no son tan complicados si se dispone de un programa completo de mantenimiento.
En este artículo, vas a conocer las características de un sistema hidráulico y cómo se realiza el mantenimiento de los fluidos hidráulicos en una industria.
¿Qué es un sistema hidráulico industrial?
Un sistema hidráulico es un mecanismo de transmisión de potencia, en el que la energía o las señales se transmiten a través de las fuerzas estáticas o dinámicas de los líquidos.
En concreto, son un subconjunto de los sistemas de potencia de fluidos. La potencia de los fluidos incluye tanto la hidráulica como la neumática.
En los sistemas basados en la hidráulica industrial, el movimiento mecánico se produce mediante un líquido contenido y bombeado, por norma general a través de cilindros hidráulicos que mueven pistones.
La hidráulica industrial es uno de los componentes de la mecatrónica, que combina la ingeniería mecánica, la electrónica y la del software para el diseño y la fabricación de productos y procesos.
¿Quién inventó la hidráulica?
Es difícil determinar quién inventó exactamente la hidráulica. Sin embargo, el uso de sistemas basados en la hidráulica se remonta al siglo I.
Blaise Pascal, físico, matemático, inventor, filósofo y teólogo francés, realizó notables logros en los campos de la hidrostática y la hidrodinámica.
Se le atribuye la invención de la primera prensa hidráulica, que utilizaba la presión hidráulica para multiplicar las fuerzas.
Además, inventó la ley de Pascal, o el principio de Pascal de la hidrostática, que establece que el fluido en reposo en un recipiente cerrado puede sufrir un cambio de presión elevado sin que se produzcan pérdidas en todas las partes del fluido y en las paredes del recipiente.
Cómo funciona un sistema hidráulico y para que sirve
El funcionamiento del sistema hidráulico depende de la presión aplicada sobre el fluido hidráulico que crea la energía utilizada para realizar diferentes tareas esenciales.
El fluido, que puede ser agua, derivados de la gasolina u otro líquido, cuando se presuriza, actúa sobre cada parte del recipiente creando una energía capaz de levantar cargas pesadas.
Estos sistemas son rentables y son conocidos por la creación de movimiento y la repetición de actividades. Un sistema hidráulico es dinámico y tiene un funcionamiento directo.
Los sistemas hidráulicos se encuentran hoy en día en una gran variedad de aplicaciones, desde pequeños procesos de ensamblaje hasta aplicaciones integradas en fábricas de acero y papel, por citar algunas.
En la práctica, la hidráulica permite al operario realizar un trabajo relevante (levantar cargas pesadas, girar un eje, perforar agujeros de precisión, etc.) mediante conexiones mecánicas, gracias a la aplicación de la ley de Pascal.
Ejemplo de la arquitectura de un sistema hidráulico industrial
Componentes de un sistema hidráulico industrial
Existen varios componentes que forman la estructura de un sistema hidráulico. Cada uno de ellos tiene su propia importancia y desempeña un papel importante en el funcionamiento de todo el sistema.
Los componentes más comunes del sistema hidráulico son las bombas hidráulicas, las válvulas de control, el depósito, el acumulador, el fluido hidráulico, los filtros y los actuadores, como el motor y el cilindro.
Veamos con mayor detenimiento cada uno de ellos y que función realizan:
1. Depósito
Un depósito juega un papel importante en el sistema hidráulico básico, es la parte que contiene el exceso de fluido para acomodar cualquier cambio de volumen que ocurra debido a diferentes razones.
Estas razones pueden ser la contracción y la extensión del cilindro, la extensión y la contracción debido a la temperatura, y las fugas.
Un depósito está diseñado de tal manera que ayuda a separar el aire del fluido. Además, actúa como acumulador de calor para cubrir las pérdidas que puedan producirse en el sistema durante el uso de la potencia máxima.
Los depósitos también son conocidos por separar la suciedad y otras partículas del aceite, ya que la suciedad suele depositarse en el fondo.
En el caso de un depósito más pequeño, se utilizan canales de flujo dinámicos en el recorrido de retorno del fluido.
2. Válvulas de control
Las válvulas de control se utilizan para dirigir el flujo de fluido hacia el actuador.
Por lo general, las válvulas de control tienen un carrete que se encuentra dentro de una carcasa de acero o de hierro fundido.
Este carrete se desliza a diferentes lugares en la carcasa de acero. La intersección de los canales y ranuras dirige el fluido según la posición del carrete.
El carrete tiene una posición central neutra que se mantiene con muelles; en esta posición, el flujo del fluido se bloquea o se devuelve al depósito.
Cuando el carrete se desliza hacia un lado, el fluido se dirige hacia el actuador y también proporciona un camino de retorno desde el actuador al tanque.
Cuando este carrete se mueve en la dirección opuesta, los caminos se intercambian.
3. Bomba hidráulica
La bomba hidráulica, es un componente del sistema hidráulico que se utiliza para suministrar fluido a los componentes presentes en el sistema hidráulico.
La presión se crea en el sistema como reacción a la carga aplicada. Se sabe que estas bombas tienen una densidad de potencia que es unas diez veces mayor que la del motor eléctrico.
Se accionan mediante un motor o un motor eléctrico y se conectan mediante correas, engranajes o un acoplamiento elastomérico flexible para reducir la vibración.
Los tipos más comunes de bombas hidráulicas para aplicaciones de maquinaria hidráulica incluyen la bomba de paletas, la bomba de engranajes, la bomba de pistones radiales y la bomba de pistones axiales.
4. Actuadores
Los actuadores están compuestos por un cilindro hidráulico, un motor hidráulico, frenos y una transmisión hidrostática.
Un motor hidráulico es una bomba conectada en sentido inverso; tienen una configuración axial y utilizan placas oscilantes para mantener niveles de control precisos.
Suelen ser accionados por numerosos pistones hidráulicos que actúan en secuencia.
5. Acumulador
Un acumulador hidráulico es un recipiente a presión que realiza muchas tareas en un sistema hidráulico.
Se utilizan para mantener la presión, almacenar y recuperar energía, reducir los picos de presión, alimentar las suspensiones del chasis y amortiguar los golpes, las vibraciones y las pulsaciones.
Bajo presión de gas, los acumuladores almacenan un volumen de fluido que puede volver a introducirse en el sistema hidráulico cuando sea necesario.
Cuando aumenta la presión en el sistema hidráulico, el acumulador hidráulico recoge el fluido a presión. El resultado: El gas se comprime.
Si la presión cae, el gas comprimido se expande de nuevo y obliga a introducir el fluido almacenado en el circuito hidráulico.
6. Fluido hidráulico
Por lo general, el fluido hidráulico suele estar compuesto por una base de aceite mineral y una serie de aditivos. También podemos encontrarlo con la denominación de aceite hidráulico.
El estándar de los fluidos hidráulicos están recogidos en la norma ISO 6743-4 de lubricantes, aceites industriales y productos relacionados.
En la práctica, tienen varias aplicaciones:
Transmisiones automáticas de automóviles.
Frenos y servodirección.
Vehículos para levantar cargas.
Tractores.
Maquinaria industrial.
Aviones.
Entre los distintos tipos de fluidos hidráulicos destacan los de aceite mineral, éster de organofosfato, y polialfaolefina. Cada fluido tiene características particulares, en relación a su viscosidad, condiciones adecuadas de operación, propiedades, etc.
En muchas fábricas que preparan artículos alimentarios utilizan agua o aceite comestible como fluido hidráulico por medidas de seguridad.
La elección del fluido hidráulico es fundamental para garantizar el mejor rendimiento y la eficiencia del sistema hidráulico.
7. Filtros
Los filtros son una parte importante del sistema hidráulico, ya que eliminan las partículas no deseadas del fluido.
Los componentes mecánicos producen de forma continua partículas metálicas que es necesario eliminar, además de la suciedad.
8. Tubos, tuberías y mangueras hidráulicas
Tubos hidráulicos: Los tubos se utilizan para aplicaciones estructurales. Eso significa que no tienen que ser cilíndricos. Los hay cuadrados, rectangulares e incluso con formas personalizadas.
Tuberías hidráulicas: Mientras que los tubos se utilizan con fines estructurales, las tuberías transportan fluidos o gases en sistemas de tuberías.
Mangueras hidráulicas: Las mangueras son el comodín de todos los oficios. Pueden ser la solución a una amplia gama de situaciones.
Mientras que los tubos y las tuberías tienen usos bastante específicos, las mangueras tienen una multitud de aplicaciones.
Además, se componen de materiales diferentes a los de los tubos y las tuberías.
¿Cuál es el futuro de la hidráulica industrial?
En la actualidad, los ordenadores se están instalando cada vez más en los equipos hidráulicos.
Esto asegura un control distribuido con precisión. La llamada electrohidráulica se está abriendo paso en los sistemas hidráulicos modernos.
La hidráulica industrial tiene una enorme concentración de potencia. Lo llamamos densidad de potencia. La combinación de la hidráulica como fuerza motriz y los ordenadores como cerebro hace que la hidráulica sea más inteligente y eficaz.
La electrónica no puede igualarla, al menos todavía. Lo que la electrónica puede proporcionar es una coordinación y un control mucho mejores.
Los equipos hidráulicos van a tener en el futuro inmediato un coeficiente intelectual cada vez más alto, impulsado por la IA.
Teniendo en cuenta la rápida evolución de la tecnología, los equipos hidráulicos son cada vez más potentes, más fáciles de usar y más seguros.
En la actualidad, el reto es hacer que el propio equipo hidráulico sea más hábil. La hidráulica potenciada por la IA logrará este reto.
¿Cuáles son las fallas de un sistema hidráulico industrial?
Un sistema hidráulico, con independencia de su tamaño y forma, puede fallar.
No es muy frecuente, pero una de las principales razones por las que se producen estos fallos es porque los sistemas no se revisan.
Muchas averías pueden evitarse con las comprobaciones y los cuidados adecuados.
Los problemas del sistema pueden ser inevitables en algún momento, pero también hay una serie de medidas que puedes tomar para aumentar la longevidad del sistema y evitar algunos de estos problemas.
Por lo general, es fácil ver cuando un sistema ha fallado. Algunos de los problemas que encontrarás cuando tu sistema falle incluyen lecturas de baja presión, altas temperaturas y un funcionamiento errático y lento.
Averiguar por qué ha fallado tu sistema en concreto suele requerir la localización de las averías y el conocimiento de las razones más comunes por las que fallan estos sistemas.
A continuación te dejamos algunas razones que nos solemos encontrar cuando un sistema hidráulico falla.
Abrasión y desgarro de las mangueras
Los conjuntos de mangueras deben instalarse de forma que se minimice el contacto con otros componentes del sistema.
Si esto no ocurre, la manguera roza con los componentes mecánicos u otras mangueras.
El exceso de abrasión produce y provoca el fallo prematuro de la manguera. Cuando la manguera falla, todo el sistema falla.
Si te aseguras de que los componentes y los conjuntos de mangueras están bien ajustados, puedes evitar la abrasión que provoca el fallo.
Profundidad de inserción incorrecta
Cuando un conjunto de mangueras no está bien montado, puede crear una situación muy peligrosa.
De hecho, la causa más probable de los fallos en el montaje de las mangueras es el resultado de un montaje incorrecto y no de defectos de fabricación.
Uno de los errores de montaje más comunes es el causado por los accesorios que no se insertan a la profundidad de inserción adecuada dentro de la manguera.
Cuando el accesorio de engarce no se inserta por completo, la superficie en la que la férula de engarce se sujeta a la manguera se reduce.
Esta circunstancia perjudica la conexión y conduce a una condición en la que el accesorio se desprende de la manguera bajo presión.
Además, se expone al operario/técnico de la máquina a una situación peligrosa que podría provocar daños graves.
Problemas de temperatura
El sistema no funcionará bien si está demasiado frío o demasiado caliente, lo que puede causar una serie de problemas con el tiempo.
El calor producirá que los fluidos se diluyan impidiendo la lubricación y provocará que los fluidos tengan fugas.
Las bajas temperaturas pueden aumentar la viscosidad de los aceites hidráulicos, causando que le sea más difícil al aceite llegar a la bomba.
Esto somete a los sistemas a una mayor carga y puede causar daños en el sistema.
Desgaste por calor
Si una manguera se sobrecalienta, se produce una expansión térmica. La expansión provoca el desgaste prematuro de los elastómeros y plásticos del material que componen el tubo interior de la manguera.
Esto también puede conducir a la disminución de la elongación de la estructura molecular del material y puede causar una mayor fragilidad.
Todo ello, combinado, conduce al deterioro.
Para evitar el sobrecalentamiento, es importante comprobar el nivel de líquido. Hay que asegurarse de que no es demasiado bajo y de que no hay ninguna obstrucción en el flujo de aire que rodea el depósito.
El calor tiene que escapar. Si el circuito de refrigeración no funciona como es debido, se sobrecalienta.
Desgaste de la bomba hidráulica
Las bombas hidráulicas soportan una gran cantidad de sistemas de producción, y por mucho mantenimiento preventivo que se haga, la bomba puede desgastarse.
Además, soporta una intensa presión interna dentro del sistema hidráulico, por lo que puede averiarse.
Existen varios síntomas para detectar una posible falla de la bomba hidráulica:
Si los ciclos de la bomba hidráulica son más lentos de lo habitual, entonces es necesario reparar un problema dentro de la bomba; de lo contrario, tu sistema puede fallar en breve.
Las bombas hidráulicas suelen ser silenciosas. Si detectas sonidos inusuales, en mayor parte resultado de la aireación hidráulica o de la cavitación debes revisar la bomba de tu sistema hidráulica para evitar una falla de todo el sistema.
El fluido hidráulico puede tener fugas en el interior de la bomba, ya sea a través de las válvulas o los actuadores o en el exterior de la bomba por la rotura de una manguera, provocando una caída de presión en el sistema.
El fluido hidráulico se calienta y su viscosidad cae por debajo del valor óptimo para los componentes del sistema.
Atasco de las válvulas
Cuando las partículas duras o blandas invaden la fina holgura entre el carrete de una válvula hidráulica y su orificio, la fuerza necesaria para mover el carrete aumenta.
En el peor de los casos, el carrete puede atascarse.
Deterioro del filtro
Entre las causas que pueden provocar el deterioro de un filtro destacamos:
Obstrucción del filtro: ocurre cuando el aceite ha circulado en el sistema durante demasiado tiempo sin cambiarse.
Erosión de los poros del filtro: se produce cuando el tejido o la malla del filtro es sometido a un bombeo de partículas abrasivas a alta velocidad, como arena o metal de desgaste.
Agrietamiento/ruptura por fatiga: se produce cuando el tejido del filtro se deforma o rompe debido a las tensiones operativas, como los cambios bruscos de ciclo de presión y flujo.
Mantenimiento deficiente o irregular
El mantenimiento es vital para que un sistema funcione sin problemas.
Es importante asegurarse de que el aceite y los filtros del sistema se cambian de forma adecuada.
Por contra, un mantenimiento deficiente o irregular puede hacer que el sistema se contamine, aumentando el desgaste de la bomba y del equipo asociado.
La manguera de aspiración entre el depósito y la bomba también debe estar en buen estado y sustituirse si presenta algún signo de desgaste.
Es una buena práctica inspeccionar una unidad hidráulica con regularidad, comprobando los niveles de aceite, limpiando cualquier derrame e informando cuanto antes de cualquier defecto.
Contaminación del fluido
Una de las causas más comunes de falla es la contaminación de los fluidos. Por lo general, se produce por partículas que contaminan el fluido y por oxidación provocada por el aire, el agua o el calor.
Si los fluidos de tu sistema están contaminados, el fluido se degrada y afecta a la capacidad del sistema para controlar la presión.
Si el sistema no puede controlar la presión, entonces se produce un sobrecalentamiento en el sistema y éste no es capaz de regularse a sí mismo.
La contaminación no sólo conduce a un exceso de calor, sino que también provoca una acumulación de sedimentos en el sistema y hace que las piezas fallen.
Para evitar que esto ocurra, hay que asegurarse de que los fluidos y los componentes son correctos y, están limpios antes de utilizar el sistema.
Esto debe hacerse con una limpieza a fondo de los componentes para asegurarse de que se elimina una posible contaminación.
Los componentes deben estar bien secos antes de su uso, ya que la humedad también es un contaminante.
Error humano
El error humano puede ser la causa de muchos problemas de diversa índole.
Si bien las instalaciones defectuosas son un problema principal, también puede haber problemas con piezas incompatibles, un mal uso del sistema y mantenimiento inadecuado.
Si se trabaja con un instalador inexperto que junta componentes no compatibles, se producen fallos.
Por ejemplo, no se debe emparejar una bomba con un motor que supere su velocidad máxima de accionamiento.
El uso del sistema fuera de las capacidades operativas normales y la falta de mantenimiento regular son algunas causas comunes de daños y fallos que se pueden evitar.
Cómo es el mantenimiento de un sistema hidráulico
Un sistema hidráulico no suele adquirirse de forma independiente en el entorno de una planta industrial.
Más bien, los sistemas hidráulicos se encuentran en una fábrica como parte de una máquina o un sistema complejo que se ha adquirido para fabricar un producto o completar un proceso.
En consecuencia, el mantenimiento de los sistemas hidráulicos no suele desarrollarse como una práctica específica.
La rutina diaria de comprobar las presiones del sistema y de los subcircuitos, los tiempos de los ciclos de los cilindros, junto con las temperaturas del sistema y de los componentes es muy valiosa.
La práctica de un mantenimiento adecuado en un sistema hidráulico se basa en dos tipos de mantenimiento.
El primer tipo es el mantenimiento preventivo, que es la clave del éxito de cualquier programa de mantenimiento, ya sea en hidráulica o en cualquier equipo en el que necesitemos fiabilidad.
El segundo tipo es el mantenimiento correctivo, que en muchos casos puede causar fallos adicionales en los componentes hidráulicos cuando no se realiza de acuerdo con la norma.
El mantenimiento preventivo de un sistema hidráulico es muy básico y sencillo. Si se realiza de forma correcta puedes llegar a eliminar la mayoría de los fallos de los componentes hidráulicos.
La receta básica para el mantenimiento hidráulico es la prevención. Si mantienes los contaminantes fuera de los sistemas hidráulicos, evitarás casi todos los problemas y fallos comunes.
Sin embargo, algunos contaminantes entran de forma inevitable en el sistema y dañan las superficies de ajuste de los componentes.
Para desarrollar un programa de mantenimiento preventivo en tu sistema hidráulico debes establecer una serie de pasos previos para conocer el sistema y con posterioridad aplicar una lista de tareas o checklist para revisar el estado del sistema y prevenir averías.
A continuación te dejamos una metodología previa que te puede servir de ayuda para empezar a diseñar el plan de mantenimiento preventivo de un sistema hidráulico:
1er. paso: Identificar la condición de funcionamiento del sistema hidráulico.
En este primer paso debes hacerte una serie de preguntas para identificar la condición del sistema:
a) ¿El sistema funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana?
b) ¿Cuál es el caudal y la presión óptima de funcionamiento del sistema?
c) ¿Está el sistema ubicado en un entorno sucio o caliente?
2do. paso: Realizar un listado de los requisitos que establece el fabricante del equipo para el mantenimiento preventivo del sistema hidráulico.
3er. paso: Aplicar los requisitos que establece el fabricante del fluido hidráulico en relación con las partículas ISO.
4to. paso: Aplicar los requisitos y parámetros de funcionamiento que establece la empresa de filtros.
6to. paso: Revisar el historial disponible del equipo para verificar los procedimientos anteriores que se han desarrollado en el sistema hidráulico.
Una vez tengas realizado este análisis previo, ya puedes empezar a programar las diferentes tareas para que tus técnicos de mantenimiento empiecen con el programa.
A la postre, el mantenimiento preventivo es el soporte principal que debe tener un sistema hidráulico para maximizar la vida de los componentes y reducir las fallas del sistema.
Una lista de tareas de mantenimiento preventivo para un sistema hidráulico podría ser la siguiente:
1. Cambiar el filtro hidráulico (podría ser el filtro de retorno o de presión) .
2. Obtener una muestra de fluido hidráulico.
3. Filtrar el fluido hidráulico.
4. Comprobar los actuadores hidráulicos.
5. Limpiar el interior de un depósito hidráulico.
6. Limpiar el exterior de un depósito hidráulico.
7. Comprobar y registrar las presiones hidráulicas.
8. Comprobar y registrar el caudal de la bomba.
9. Comprobar las mangueras, tubos y accesorios hidráulicos.
10. Comprobar y registrar la lectura de la tensión de las válvulas proporcionales o servo.
11. Comprobar y registrar el vacío en el lado de aspiración de la bomba.
12. Comprobar y registrar el amperaje en el motor de la bomba principal.
13. Comprobar y registrar el tiempo de ciclo de la máquina.
Cómo purgar un sistema hidráulico
A veces, al cambiar un componente, entra aire en el sistema hidráulico y es posible que tengas que purgarlo.
Por lo general, cualquier aire que entre en tu sistema hidráulico acabará saliendo, pero antes de que lo haga, puedes dañar tu sistema y causar un funcionamiento errático.
Purgar el aire del sistema hidráulico debe ser parte de las prácticas de mantenimiento del sistema hidráulico
Antes de purgar el aire de los tubos de acero y otros componentes del sistema hidráulico, es importante entender qué tipo de aire hay en el sistema.
El aire dentro del sistema puede ser:
Aire libre atrapado.
Aire disuelto.
Aire mezclado atrapado.
La purga sólo funciona para las bolsas de aire «libre» en las que el aire no se ha mezclado con el fluido.
En el caso del aire disuelto, puedes eliminarlo aumentando la temperatura del fluido hasta que se libere el aire. Esto sólo debe hacerse si es absolutamente necesario, ya que el aceite hidráulico suele tener al menos un 10% de aire disuelto.
Con el aire «mezclado», que aparece en forma de espuma, basta con pasar el fluido a través de una gasa o malla diseñada para eliminar las burbujas de aire del fluido.
Sin embargo, para garantizar un sistema saludable es importante descubrir la causa del aire «mezclado». Si se permite que siga en el sistema, el aceite se degradará rápidamente y los componentes del circuito se dañarán.
A continuación te mostramos unos pasos para que hagas la purga de tu sistema hidráulico de forma sencilla:
1. Reúne tus herramientas: Prepara las herramientas que puedas necesitar para los siguientes pasos, así como los tubos y el fluido hidráulico.
2. Encuentra una superficie plana: A continuación, estaciona tu equipo en una superficie plana, nivelada y resistente. Esto no sólo es más seguro, sino que también ayudará a liberar el aire.
3. Retira cualquier pieza o componente que se encuentre en el camino: Si hay piezas o componentes en el camino de tus cilindros y tubos hidráulicos, retíralos y apártalos para tener un espacio libre en el que trabajar.
4. Mantén el fluido en los conductos o cilindros: Nunca vacíes los conductos o los cilindros de fluido hidráulico; sólo te arriesgarás a introducir más aire y tendrás que empezar de nuevo.
5. Deja que el aire suba a la parte superior: Si estás purgando un cilindro, extiéndelo por completo y déjalo reposar durante unos minutos para que el aire suba a la parte superior.
6. Suelta el aire: Si estás purgando un cilindro, ciérralo parcialmente, pero abre la válvula de purga de la parte superior. Cuando la válvula empiece a perder líquido hidráulico, el aire se habrá purgado del cilindro.
7. Purga primero los conductos o cilindros más alejados: Ya sea que estés purgando un cilindro o líneas hidráulicas, siempre purga los más lejanos primero y trabaja hacia adelante. Esto te permite tener más espacio para trabajar. Además, debes purgar un cilindro o línea de uno en uno.
Cómo trabajar con seguridad con un sistema hidráulico
Al realizar el mantenimiento del sistema hidráulico, es esencial seguir los procedimientos básicos de seguridad.
Las piezas defectuosas o rotas pueden provocar fugas, estallidos y impactos que pueden herir de gravedad al personal.
Algunas de las lesiones más comunes son moratones, cortes y abrasiones.
Sin embargo, recibir un pinchazo de algún componente puede inyectar aceite en el cuerpo, causando una infección que puede provocar la pérdida de un miembro si no se trata de forma inmediata.
Para evitar estas lesiones, te dejamos unos consejos de seguridad básicos para evitar accidentes:
Lleva el equipo de seguridad apropiado: Utiliza siempre el equipo de seguridad adecuado cuando trabajes cerca de un sistema, incluyendo casco, gafas, guantes, ropa y calzado de protección.
Apaga los sistemas: No trabajes nunca con un sistema hidráulico en funcionamiento a menos que sea estrictamente necesario.
Ten en cuenta la ubicación: No te sitúes en los extremos cuando trabajes en sistemas hidráulicos. Esta medida de seguridad puede ayudar a evitar la pérdida de extremidades y de vidas, ya que en estas zonas se acumula mucha presión que puede liberarse y dar lugar a situaciones que pongan en peligro la vida.
Utiliza bloqueos de seguridad: Los bloqueos hidráulicos de seguridad salvan vidas. Utilízalos siempre al transportar o levantar el equipo para su mantenimiento.
Ten cuidado con los sistemas en funcionamiento: Vigila siempre las tomas de presión, los acoplamientos y las mangueras cuando estén bajo presión. Si algo no parece estar bien, desconecta el sistema antes de comprobarlo. Las piezas sueltas o defectuosas pueden convertirse fácilmente en proyectiles mortales.
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En SICMA21 estamos especializados en el diseño, mantenimiento, reparación y sustitución de sistemas hidráulicos y de todos sus componentes.
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La formación técnica en la industria es como aprender a practicar un deporte. La mejor manera de aprender es entrar en el campo.
Los jugadores adquieren habilidades jugando, aprendiendo de su equipo y recibiendo el apoyo de entrenadores y directivos a medida que desarrollan su técnica.
Para asegurarte de que tus trabajadores saben realizar su trabajo de acuerdo con el estándar de la empresa, debes proporcionarles una formación técnica adecuada.
Este tipo de formación profesionalpara trabajadores enseña habilidades específicas del trabajo. Desde el uso de software y maquinaria hasta el conocimiento de nuevos métodos de gestión de la producción y de nuevas técnicas de mantenimiento industrial, por citar algunas.
Los conocimientos técnicos que necesitan tus trabajadores dependen de sus funciones concretas y de su experiencia previa.
Sus opciones de formación pueden ir desde el uso de métodos prácticos hasta la participación en cursos presenciales u online.
En este artículo analizaremos de qué manera debe concebirse y desarrollarse la formación técnica en la industria.
¿Qué es la formación técnica industrial?
La formación técnica industrial se refiere a la formación práctica especializada de los trabajadores de una empresa en un entorno industrial.
La función principal es la de ayudarles a desarrollar las habilidades necesarias para permitirles ampliar sus capacidades técnicas y progresar en sus carreras profesionales.
Este tipo de formaciones se suelen basar en aprendizajes específicos a través de la práctica y, los conceptos que se imparten representan situaciones reales de su puesto de trabajo.
En otras palabras, la formación técnica enseña los conocimientos necesarios a los trabajadores de las industrias de procesos y de fabricación para que aprendan a diseñar, desarrollar, implantar, mantener o hacer funcionar una tecnología concreta o una aplicación, un producto o un servicio relacionado.
¿Cuáles son los objetivos de la formación técnica industrial?
Los programas de formación técnica industrial están encaminados a mejorar y potenciar los conocimientos y habilidades de los trabajadores de la industria para ayudarles a alcanzar sus objetivos profesionales.
Además, les da confianza para afrontar los proyectos o situaciones que se encuentran en su puesto de trabajo con mayor facilidad.
En definitiva, una buena formación técnica va a aumentar la confianza en sí mismos y a identificar sus propias competencias con seguridad.
Entre los objetivos de la formación técnica para profesionales de la industria destacamos:
Crear una plataforma de aprendizaje para los trabajadores.
Convertir su aprendizaje teórico en experiencia práctica.
Mejorar sus habilidades en su área específica.
Conocer las últimas tecnologías y los nuevos métodos que se utilizan actualmente en las industrias.
Motivar al trabajador para convertirlo en un profesional de éxito.
Cualificar a los trabajadores a través de una titulación o certificación acorde con la formación que hayan obtenido.
Conocer el escenario laboral real.
¿Cómo es la formación técnica industrial y tecnológica?
En la mayoría de los casos, la obtención de habilidades técnicas relacionadas con las tareas de tus empleados requiere de una formación técnica especializada.
Al fomentar el aprendizaje, la mejora de las competencias y el crecimiento personal, tus empleados serán más productivos y estarán más comprometidos.
Hay muchos métodos de formación en habilidades técnicas a los que tu empresa puede recurrir. Todo depende de lo que más le interese a tu empresa.
Entre las modalidades de cursos de formación técnica industrial destacamos 3 tipos:
Cursos presenciales
Cursos online
Cursos In-Company
Cursos de formación técnica industrial presenciales
Los cursos presenciales son un método de instrucción en el que el contenido del curso y el material de aprendizaje se enseñan en persona a un grupo de estudiantes.
Esto permite una interacción en vivo entre el alumno y el instructor. Es el tipo de enseñanza más tradicional.
En esta modalidad formativa, los alumnos se benefician de un formación de carácter práctico con el material del curso, y de la relación directa con los profesores y sus propios compañeros.
El aprendizaje presencial garantiza una mejor comprensión y recuerdo del contenido, dando a los miembros de la clase la oportunidad de establecer vínculos entre ellos.
En nuestro caso (SICMA21 a través de su centro de formación técnicaaula21) se establece un vinculo especial entre técnicos y directivos de diferentes empresas junto con los formadores, favoreciendo el networking.
Cursos de formación técnica industrial online
También conocida como formación a distancia o e-learning, la formación online es una modalidad de instrucción que tiene lugar por completo en Internet.
Incluye una serie de elementos multimedia, como gráficos, audio, vídeo y enlaces web, a los que se puede acceder a través del navegador de Internet. Estos elementos se utilizan en lugar de los componentes tradicionales del aula.
Además de presentar el material y el contenido del curso, la formación online ofrece a los participantes la oportunidad de interactuar en directo y de recibir información en tiempo real sobre cuestiones como las pruebas y los exámenes.
Las interacciones entre el instructor y los estudiantes también se llevan a cabo a través de un medio online, como pueden ser por chat, correo electrónico u otra comunicación basada en la web.
Por otra parte, la formación online suele ser a ritmo propio y puede adaptarse a las necesidades de aprendizaje específicas de cada persona.
Por lo tanto, la formación online puede impartirse casi en cualquier momento y lugar, siempre que se disponga de un ordenador con acceso a Internet.
Esto hace que esta forma de formación sea adecuada para los usuarios, que necesiten adaptar la formación a su horario diario.
En SICMA21 hemos diseñado un método de formación online que lo llamamos Real Time. Consiste en interactuar con los elementos de la formación a través de unas cámaras de visión instaladas delante de los entrenadores técnicos preparados para el curso.
Esta metodología permite al participante aplicar de forma directa los ejercicios propuestos por el formador desde su ordenador personal en instalaciones reales y no en simuladores.
Te dejo un vídeo donde puedes ver la metodología del curso online en real time de autómatas programables:
Cursos de formación técnica industrial In Company
En este tipo de formación la empresa que imparte el curso se desplaza con todo el material a la empresa cliente para la realización del mismo.
La ventaja principal de la formación In Company es que se adapta a las necesidades de producción de tu empresa en tiempo y forma.
Esta formación es perfecta para mejorar la comunicación entre tus empleados. También es recomendable para tener un objetivo corporativo y profesional en común.
Las formaciones In Company crean un ambiente de colaboración y confianza en la empresa, permitiendo que los empleados se conozcan mejor entre sí.
En SICMA21 disponemos de un catálogo de más de 40 cursos que se pueden realizar In Company para atender a las necesidades de formación técnica de las industrias.
Por último, reseñar que existe un cuarto tipo de modalidad formativa denominada formación mixta. Brevemente, es cuando se combinan clases presenciales y online en un mismo curso.
Como conclusión final, sea cual sea la vía de formación técnica que elijas, es fundamental para tu empresa la elaboración de un plan de desarrollo formativo de tus empleados.
Si hablas con los responsables de formación y los miembros del equipo, podrás establecer sus objetivos de formación y asegurarte de que tus empleados sacan el máximo partido.
¿Cuál es la importancia de la formación técnica en la industria?
La formación técnica es importante porque representa una buena oportunidad para que los trabajadores amplíen su base de conocimientos y mejoren sus habilidades laborales para ser más eficaces en el trabajo.
A pesar del coste de la formación, el retorno de la inversión es extraordinario si es constante.
Estas mejoras afectan de forma positiva a la productividad de los trabajadores, lo que puede aumentar los beneficios y la eficiencia de una empresa.
Con independencia del sector en el que trabajes, las tareas que tus trabajadores realizan cada día dependen de diferentes herramientas y procesos.
Es esencial asegurarse de que tus empleados tienen las habilidades técnicas que necesitan para realizar su trabajo con éxito.
Proporcionar a tus empleados los conocimientos que necesitan hace que estén más contentos, lo que se traduce en una mayor productividad.
Además, ayuda a los trabajadores a sentir que la empresa invierte en ellos.
El Departamento de Recursos Humanos también desempeña un papel importante en el ámbito de la formación y el desarrollo de la empresa.
Una de las funciones clave de RRHH es la de introducir a los nuevos empleados en sus puestos de trabajo para proporcionarles la formación y la orientación inicial necesaria.
Este papel implica familiarizar a los nuevos trabajadores con la cultura y los procesos laborales de la empresa.
Después de todo, se establecen objetivos y expectativas de rendimiento laboral y se asignan programas de formación laboral adecuados.
Al mismo tiempo, deben mirar al futuro para determinar las habilidades que darían a la empresa una mayor ventaja frente a los competidores y establecer objetivos de formación continua para reforzar la plantilla.
Beneficios de la formación técnica industrial
Aunque el beneficio más obvio de la formación técnica es que permite a los profesionales de tu empresa realizar bien su trabajo, tiene otros efectos positivos en tu plantilla y en la empresa.
El conocimiento es poder, y cuanto más sepan tus empleados, más podrá crecer tu empresa.
Al proporcionar formación en habilidades técnicas a tus trabajadores, les estás inculcando la confianza en que tienen los conocimientos y la competencia para realizar sus tareas diarias lo mejor posible.
Cuando estás dispuesto a enseñar a los trabajadores a utilizar nuevas herramientas y aplicaciones que aumentan la eficiencia y añaden valor a tu marca, tu empresa puede obtener una ventaja competitiva.
A través de la formación técnica industrial, tu empresa se mantiene relevante en un panorama de habilidades técnicas en constante progreso.
Por tanto, ofrecer formación técnica a tus trabajadores facilita el crecimiento en tu empresa y ayuda a retener a trabajadores motivados que quieren desarrollar sus habilidades.
La confianza en el trabajo que se deriva de la formación también ayuda a mejorar la moral de los empleados, aumentando su felicidad, lo que ayudará a mejorar la retención de los empleados.
Por último, la suma de todos estos beneficios citados con anterioridad producirá efectos positivos en la calidad del trabajo, los costes operativos y la productividad.
Conclusión
Las nuevas tecnologías están revolucionando el lugar de trabajo moderno, el mercado y casi todos los aspectos de nuestras vidas.
Una estrategia integral en formación técnica para tus trabajadores puede ayudar a mantener a tu empresa en la vanguardia de la innovación y la creatividad.
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Muchas industrias se decantan por la utilización de equipos basados en un sistema neumático y los integran en sus máquinas porque es una forma sencilla de mantener bajos los costes de mantenimiento y de que su maquinaria funcione durante más tiempo.
Esta tecnología tiene un amplio campo de trabajo y aplicaciones a nivel industrial. Su uso ha contribuido de forma significativa a la automatización de los procesos industriales.
Descubre el funcionamiento de un sistema neumático industrial y cómo debes realizar su mantenimiento.
¿Qué es un sistema neumático industrial?
Un sistema neumático industrial es un conjunto de componentes interconectados que utilizan aire comprimido para realizar trabajos en equipos automatizados.
Este trabajo se produce en forma de movimiento lineal o rotativo. El aire comprimido o gas presurizado suele filtrarse y secarse para proteger cilindros, actuadores, herramientas y válvulas que realizan el trabajo.
La neumática industrial se basa en la tendencia de los gases a comprimirse y expandirse al cambiar la presión y la temperatura.
Por lo común, un gas disminuye su volumen al aumentar la presión a una determinada temperatura (compresión) y también tiene la capacidad de ocupar el mayor volumen disponible cuando deja de ejercerse dicha presión (expansión).
Esta propiedad no se da en otros tipos de fluidos como los líquidos; por eso la hidráulica industrial se basa en otros principios físicos.
En el caso de la neumática industrial, se utiliza un medio gaseoso bajo presión para generar, transmitir y controlar la potencia; por norma general se utiliza un gas comprimido, como el aire, a una presión de 60 a 120 PSI (del inglés Pounds per Square Inch, en castellano libras por pulgada cuadrada).
Aplicaciones de la neumática en la industria
Una de las principales razones por las que se utiliza la neumática es su sencillez. Con poca experiencia, se puede diseñar y montar de forma rápida el control de máquinas y equipos utilizando componentes neumáticos como válvulas y cilindros.
Con una preparación adecuada del aire, un sistema neumático es una solución fiable que ofrece una larga vida útil con poco mantenimiento.
Las instalaciones de fabricación optan por utilizar aire comprimido para accionar la automatización de la fábrica en lugar de la electricidad debido a menores costes iniciales y de mantenimiento.
Por tanto, la popularidad de los sistemas neumáticos en las industrias se debe a que son más rentables para ejecutar movimientos mecánicos.
En comparación con los actuadores eléctricos, es difícil superar la sencillez y la fiabilidad de un sistema neumático.
El método de transmisión de potencia que ofrece la neumática suele ser la mejor forma de mover piezas y herramientas dentro de la maquinaria industrial.
Estos sistemas neumáticos son capaces de realizar multitud de tareas en equipos automatizados, desde la sujeción y el agarre hasta el posicionamiento y el apilamiento.
Además, la tecnología neumática aplicada a la industria nos permite realizar una gran variedad de movimientos de rotación, percusión o cambio de dirección a gran velocidad y de forma precisa.
Entre los usos más comunes de un sistema neumático destacamos:
Sistemas de apertura automática de puertas en las industrias.
Herramientas neumáticas (por ejemplo, en las cadenas de montaje de la industria del automóvil, en las estaciones de maquinaria de la cadena de producción como en la industria agroalimentaria, en la industria química y farmacéutica, en la odontología, en la construcción, etc.)
Sistemas de movimiento y desplazamiento de materiales en la cadena de producción (cintas transportadoras y transportadores de rodillos)
Sistemas robotizados
Cómo trabaja un sistema neumático industrial
Por lo general, un sistema neumático depende de un suministro constante de aire comprimido para funcionar, y éste proviene de los compresores de aire.
El compresor extrae el aire de la atmósfera y lo almacena en un tanque de alta presión llamado acumulador.
Una vez comprimido, el aire pasa a través de un filtro a una tubería neumática, donde es controlado por válvulas antes de llegar a un actuador que realiza el trabajo al final del proceso.
El actuador puede ser un cilindro o un dispositivo que realice una función, por ejemplo, levantar, mover o agarrar.
En resumen, los sistemas neumáticos utilizan este aire comprimido para crear aplicaciones de movimiento mecánico y potencia para «hacer el trabajo» en los sistemas de automatización de las fábricas.
La neumática industrial es una solución sencilla y fiable de hacer que las cosas se muevan, simplemente utilizando aire limpio y seco.
Componentes de un sistema neumático
Los componentes de un sistema neumático funcionan a la perfección en instalaciones fijas, como las instalaciones de fabricación.
En la práctica, un sistema neumático utiliza una variedad de componentes para conseguir movimiento, así como para fines de control.
Para entender por completo el sistema neumático, es necesario saber cómo funciona cada componente. Conocer sus funciones específicas te ayudará a prevenir problemas durante el trabajo.
Los componentes del sistema neumático son los siguientes:
Compresor
Es un dispositivo mecánico que aumenta la presión del aire reduciendo su volumen.
Se trata de una bomba accionada por gas o electricidad. Comprime el aire a una mayor PSI (libras por pulgada cuadrada).
Los compresores tienen un depósito conectado para almacenar el aire antes de liberarlo en la vía neumática.
Acumulador
Los acumuladores son unidades de almacenamiento secundario para el aire comprimido procedente del compresor.
Almacenan el aire comprimido de alta PSI para los actuadores neumáticos. Estos tanques ayudan a evitar aumentos irregulares del flujo de aire en los actuadores, permitiendo que el ciclo del compresor maximice su tiempo de apagado.
También permiten que el compresor esté a la distancia exacta de los actuadores en los proyectos.
Válvulas de retención
Son válvulas unidireccionales que se instalan en la manguera que conecta el compresor con el acumulador.
Permiten paso del aire comprimido hacia el acumulador y evitan el retorno de aire cuando el compresor está parado.
Reguladores y manómetros
Son equipos que se conectan al compresor o al depósito del compresor. Para liberar el aire en la vía neumática, el regulador se acciona eléctrica o mecánicamente.
Los manómetros también son instrumentos de medición eléctricos o mecánicos. Permiten al sistema informático o al operador regular y comprobar los PSI del aire dentro del compresor.
Válvula direccional
Las válvulas de control direccional se utilizan en los sistemas neumáticos para dirigir o detener el flujo del aire comprimido hacia la maquinaria.
Son probablemente los elementos más utilizados en los sistemas neumáticos y pueden emplearse, por ejemplo, para accionar un cilindro, una válvula industrial más grande o herramientas neumáticas.
Las válvulas pueden tener dos o más puertos y cumplir varias funciones de circuito.
Las válvulas direccionales pueden ser accionadas por diferentes medios, como el accionamiento manual o el accionamiento por solenoide.
Líneas de alimentación
Son mangueras que mueven el aire presurizado a través del sistema neumático.
Las mangueras de mayor diámetro se instalan para manejar los PSI. Estas mangueras de gran tamaño permiten que el aire presurizado se desplace más rápidamente, eliminando los contratiempos del flujo de aire.
Actuadores
Son los componentes del sistema neumático que hacen el trabajo duro.
Hay muchos tipos de actuadores que funcionan con aire a presión. Los más utilizados son los actuadores lineales o cilindros y los actuadores rotativos.
El aire presurizado se libera en el cilindro para hacer que un pistón se mueva hacia adelante a medida que el aire es forzado hacia la cámara.
¿Por qué es importante la neumática en la industria?
El paisaje industrial actual está equipado con complejas redes de sistemas de aire.
Estos sistemas utilizan el aire como fluido para accionar válvulas, interruptores, frenos, dispositivos mecánicos y otros componentes utilizados para detectar, transmitir y accionar los modernos sistemas de control y automatización industrial.
Como ya hemos comentado, un sistema neumático se utiliza para automatizar diversas piezas de la maquinaria y de los equipos en una amplia gama de industrias.
Estos sistemas son cada vez más importantes a medida que el Internet Industrial de las Cosas (IIoT) se extiende a las plantas industriales para obtener una mayor eficiencia.
El uso de aire en un sistema de control IIoT permite versatilidad y ahorro de espacio, a la vez que es seguro y preciso.
Los sistemas y componentes neumáticos son relativamente fáciles de instalar y utilizar en la mayoría de los sistemas de control, lo que los convierte en una opción ideal para un sistema de automatización y control.
El aire está disponible prácticamente en todas partes para su compresión en cantidades ilimitadas.
Es almacenable y puede transportarse con facilidad por tuberías a grandes distancias.
No es necesario que un compresor esté en funcionamiento continuo, ya que el aire comprimido puede almacenarse y extraerse de un depósito.
Además, el aire comprimido es menos sensible a las fluctuaciones de temperatura que muchos otros fluidos.
Esto garantiza un funcionamiento fiable, incluso en condiciones de fuertes fluctuaciones de temperatura.
La utilidad del aire comprimido, cuando se mantiene de forma adecuada, puede suponer un notable beneficio para el diseño de las instalaciones industriales.
Aunque los controles neumáticos y otros accesorios pueden no ser tan adecuados para algunas aplicaciones, son una opción razonable y rentable.
Es probable que adquieran aún más importancia a medida que la IIoT se sume a su constante impulso y las operaciones industriales busquen soluciones mejores y más ágiles para crear productividad.
Hoy en día, los sistemas neumáticos son una parte integral y valiosa de muchos sistemas industriales diferentes en todo el mundo.
¿Cuáles son las principales fallas de un sistema neumático?
Existen diferentes tipos de fallas que se producen en un sistema neumático. Algunas son mucho más comunes que otras, pero hemos recopilado las que nos solemos encontrar en el día a día cuando nos encargamos del mantenimiento de estos sistemas.
Te recomendamos que les eches un vistazo para que te ayuden a detectar posibles averías cuando revises y compruebes los componentes conectados a tu sistema neumático actual.
Obstrucción por contaminación
Todo el aire contiene al menos un cierto grado de residuos, y esto es una característica del aire en cualquier situación en la que hay un suministro de polvo ambiental.
En algunos casos, también existe la posibilidad de que haya partículas de pintura u otro tipo de residuos en tu sistema.
Por tanto, es conveniente que instales el tipo adecuado de filtros de aire para evitar que este tipo de problemas lleguen a su punto álgido.
Tomarse unos momentos para limpiar la instalación, es la mejor recomendación posible.
Es posible que necesites limpiar el exterior de todas las piezas del sistema neumático para asegurarte de que no tendrás que lidiar con tantos residuos flotando en la circulación del aire alimentado por tu compresor o cilindro.
Aquellos que han tomado la iniciativa y han instalado componentes de acero inoxidable están en una mejor situación, ya que pueden limpiarlos con bastante facilidad.
No suele hacer falta mucho para limpiar las piezas de acero inoxidable, y tienen un menor riesgo de corrosión que otros componentes.
No obstante, se trata de un problema grave.
Las piezas neumáticas se han corroído
La oxidación es una amenaza constante de cualquiera que trabaje con objetos metálicos.
Todas las piezas que contienen hierro, incluso las que están hechas de auténtico acero inoxidable, tienen la posibilidad de corroerse.
Mantener el nivel de humedad bajo y sustituir las piezas a medida que fallan es una parte importante del mantenimiento de cualquier pieza de un equipo con aire comprimido.
No obstante, los componentes de acero inoxidable tienen un riesgo de corrosión mucho menor que los fabricados con la mayoría de los demás materiales.
No se ha lubricado como corresponde
En la mayoría de los casos relacionados con la lubricación, los técnicos descuidan la cantidad que aplican y no añaden lo suficiente a un circuito de aire.
Esto hace que los componentes acaben rozándose entre sí y trabajen con una eficiencia inferior a la máxima o directamente fallen.
Por otra parte, un exceso de lubricante no sólo es un desperdicio, sino que también puede empezar a atascar el equipo, ya que puede mezclarse con los residuos y empezar a salpicar.
En circunstancias extremas, el aceite lubricante puede empezar a filtrarse por grietas y uniones. No es precisamente un problema fácil de limpiar, así que no es algo con lo que se quiera jugar.
Si te aseguras de utilizar un buen lubricante con el tipo de material adecuado, contribuirás en gran medida a aumentar la longevidad y la eficacia de cualquier equipo accionado por aire comprimido con el que tu empresa decida trabajar.
Trabajar fuera de las especificaciones
Una de las cosas más peligrosas que se puede llegar a realizar con un sistema neumático es utilizarlo de una manera que no sea coherente con sus especificaciones técnicas.
Siempre debes asegurarte de que cada vez que enciendas un dispositivo no estés excediendo la cantidad máxima de presión recomendada.
Los cilindros neumáticos son susceptibles de sufrir daños cuando funcionan por encima de un rango de presión y un límite de energía especificados.
Si lo haces, puedes dañar mucho tu sistema, así que comprueba siempre sus características técnicas antes de hacer nada.
Una fuga de aire
Con el tiempo, incluso la mejor línea de aire va a ceder. El tiempo desgasta las cosas más finas, por lo que debes estar al tanto de cualquier fuga potencial.
Sustituye todos los componentes y mangueras de aire desgastados.
Los técnicos deben comprobar todas sus conexiones y actuadores neumáticos cada vez que pongan en marcha un sistema.
Con el tiempo, los técnicos expertos pueden aprender a escuchar si hay fugas. El aire que se escapa hace un sonido bastante perceptible que es muy diferente al del aire que se expulsa por cualquier puerto normal.
Filtros de aire obstruidos
En muchos casos, se instalan un número adecuado de filtros pero nunca se limpian.
Los filtros obstruidos pueden ser tan malos como las piezas de equipo obstruidas, así que tomarse unos minutos para limpiarlos o reemplazar los gastados puede duplicar su caudal y aumentar la cantidad de presión acumulada en tu sistema neumático.
Pasos para el diagnóstico y mantenimiento de una avería en un sistema neumático
En los sistemas neumáticos, el mantenimiento regular de todos los componentes es de suma importancia para garantizar que el sistema funcione con todo su potencial.
Si no se le presta la debida atención, es probable que se produzcan daños y averías frecuentes, lo que a su vez reducirá la vida útil del equipo e incurrirá en costes adicionales.
El mantenimiento rutinario te permitirá encontrar las partes dañadas o que funcionan mal del sistema y también te permitirá tomar medidas oportunas para las mismas.
Por lo tanto, las empresas deben asegurarse de tener un equipo especial para gestionar el mantenimiento de los sistemas neumáticos y tomar medidas para mejorar sus conocimientos sobre lo último en sistemas neumáticos para garantizar un mantenimiento adecuado con los mejores y más recientes conocimientos.
Cuando un sistema neumático falla, los trabajadores pueden sufrir lesiones y los directivos de las empresas pueden perder dinero y tiempo productivo para encontrar sus causas, repararlos o sustituirlos.
Si tu sistema neumático no funciona bien o ha dejado de funcionar por completo, sigue estos pasos para diagnosticar el problema.
Ten en cuenta la seguridad
Los sistemas neumáticos defectuosos son muy peligrosos porque la presión interna excesiva puede hacer que las mangueras, las juntas y otros componentes exploten.
Si el sistema está por encima de la cabeza, sujeta primero su carga para evitar caídas durante la inspección y la reparación.
Desconecta el suministro eléctrico y reduce la presión antes de comenzar la evaluación.
Planifica la inspección
Muchos componentes del sistema no son fáciles de observar.
En consecuencia, utiliza los esquemas del sistema para identificar el alcance completo, incluyendo las ubicaciones de las conexiones internas y externas.
Evalúa también el registro del historial de mantenimiento para ver que se ha realizado con anterioridad o si deben realizarse sustituciones de piezas.
Reúne las herramientas necesarias para acceder a todos los elementos del sistema.
Centra la búsqueda en determinar qué es lo que no funciona.
A menudo, las averías de un sistema neumático se manifiestan como pérdidas generales de potencia, a veces de forma brusca y otras de forma lenta.
Pide a los operarios que trabajan con la maquina que te detallen sus experiencias recientes con los sistemas.
Otro factor es la cronología del fallo: Las paradas bruscas pueden ser el resultado de fugas lentas acumuladas o de piezas fundidas.
Asimismo, pregunta a los operarios si el problema surgió durante el uso de la máquina. La causa sería diferente si la máquina falla al encenderla en comparación con un fallo después de un periodo de trabajo.
Realiza una evaluación metódica
Utiliza esquemas para seguir tu investigación a través de las distintas partes del sistema de un extremo a otro.
Cuando los elementos conectados se ramifican, debes seguir esas ramificaciones y eliminarlas como causas antes de pasar a la siguiente área de inspección.
Registra las posibles causas
No todas las brechas son obvias. Busca juntas defectuosas o mangueras erosionadas. Anota cada posibilidad a medida que vayas completando la evaluación.
Realiza una comprobación de las posibles causas
Utilizando tus datos, revisa cada posible causa de fallo para determinar la suficiencia de las piezas o elementos.
Sustituye los elementos desgastados y las piezas más antiguas, pero no olvides hacer un seguimiento de lo que has hecho.
Si mantienes informes sobre las reparaciones y las acciones que realizaste para completarlas, podrás controlar mejor tus activos a largo plazo y dejar recomendaciones para quienes puedan reparar tus sistemas neumáticos en el futuro.
Tips de Mantenimiento Preventivo de un sistema neumático industrial
La mayoría de los ingenieros son propensos a elegir los sistemas neumáticos en lugar de otros sistemas automatizados. Algunas de las razones radican en que son más sencillos en cuanto a diseño y control.
También tienen una vida útil más larga y requieren poco mantenimiento.
Además de estas ventajas, un sistema neumático es menos propenso a los riesgos de incendio.
Estas ventajas hacen que los sistemas neumáticos sean la opción preferida a la hora de seleccionar un sistema automatizado para las empresas manufactureras y las plantas de procesamiento.
Sin embargo, es importante realizar un buen plan de mantenimiento preventivo en los sistemas neumáticos para evitar fallas que paren la producción de forma inesperada.
Además, es la mejor opción para alargar la vida de tu sistema neumático.
Si se ignora el mantenimiento preventivo regular, es probable que te puedas encontrar fallas del tipo:
Aumento de las temperaturas de funcionamiento.
Control deficiente de la humedad y la contaminación.
Pérdida significativa de la eficiencia.
Estas razones refuerzan la necesidad de realizar un mantenimiento preventivo de todo el sistema.
A continuación, te dejamos unos consejos sobre el mantenimiento preventivo en un sistema neumático.
Control de la capacidad
Garantizar que el suministro del fluido es el adecuado en todo momento también puede implicar el control de la demanda.
La recomendación es la de hacer funcionar los compresores al nivel de presión más bajo posible dentro de sus parámetros de servicio para minimizar el desgaste.
Una presión de funcionamiento excesiva no sólo supone un coste en términos de reducción de la eficiencia energética, sino que también aumenta el riesgo de que se produzcan fugas u otros fallos que pueden provocar averías e interrupciones de la producción.
Considera tener bajo control una capacidad adecuada de los tanques receptores, lo que te proporcionará un mayor control sobre la modulación de la entrada.
Cierra los compresores cuando no estén en uso y evita las fluctuaciones de presión con un secuenciador o algún sistema de control automatizado que coordine los compresores.
Mejora la gestión de las fugas
Las fugas pueden representar hasta el 20% de los costes energéticos de un sistema.
Incluso si subcontratas el mantenimiento a un proveedor de servicios, puedes aplicar una rutina básica de mantenimiento en la empresa y solucionar los problemas más comunes con herramientas básicas de diagnóstico e inspección visual.
Incorpora una estrategia de concienciación y reducción de fugas sólida y viable.
Junto con una formación adecuada, esto elevará el nivel de detección y reparación de fugas, mejorando así la eficiencia.
El recorrido de las tuberías es la fuente más común de fugas. A menudo, los daños causados por la colisión de los equipos en funcionamiento con las tuberías provocan una fuga.
Además, las tuberías deben tener un soporte rígido a lo largo de todo su recorrido y estar firmemente ancladas a la estructura de soporte para absorber las cargas de funcionamiento.
Comprueba con frecuencia si los soportes de sujeción están sueltos o dañados.
Renovar los filtros
La calidad constante del aire depende de la sustitución periódica de los cartuchos de filtro, lo que justifica que se preste especial atención a los filtros, evitando o minimizando la incidencia de filtros obstruidos o rotos.
Comprueba a menudo el filtro de admisión y límpialo o sustitúyelo si es necesario.
La suciedad reduce el flujo de masa de aire, lo que significa que el vacío de admisión es mayor que la especificación del diseño original y esto puede hacer disminuir su rendimiento.
Utiliza proveedores de piezas de alta calidad
Identifica a los mejores proveedores de piezas y elimina a los que no te han dado resultado o causado problemas.
Este puede ser uno de los mejores consejos que te podemos dar: «lo barato, sale caro».
Cómo mejorar la seguridad en el manejo de un sistema neumático
Aunque la utilización de un sistema neumático en la industria es eficiente y eficaz, hay que tener en cuenta varios aspectos cuando se trata del manejo seguro y adecuado de sus componentes neumáticos.
El principal peligro al que se enfrentan los técnicos y operarios que manejan un sistema neumático y las herramientas impulsadas por este tipo de sistema es el riesgo de ser golpeado por uno de los accesorios de la herramienta neumática o por los clavos, remaches, grapas u otros elementos de fijación que se aplican con la herramienta.
Cuando trabajes con un sistema neumático y sus herramientas, te recomendamos que sigas estas precauciones de seguridad:
Lee siempre el manual
Antes de poner en funcionamiento el sistema neumático y el compresor de aire, asegúrate de leer las instrucciones de uso del fabricante.
En ellas encontrarás información específica sobre el manejo, el uso, las advertencias y los procedimientos de mantenimiento que debes seguir para obtener el máximo nivel de seguridad.
También, puedes revisar la norma ISO 13849 sobre seguridad de las máquinas.
Utiliza el EPI adecuado
Se requiere protección ocular de alto impacto, como gafas de seguridad, cuando se trabaja con herramientas neumáticas, pero se puede utilizar protección completa para la cabeza y la cara como protección adicional.
Además, se recomienda que el empresario proporcione calzado de seguridad o botas de trabajo, cascos y protección auditiva sin coste alguno para sus empleados.
Sigue las directrices del fabricante sobre la presión del aire
Mantén rangos de presión del aire seguros para las herramientas, válvulas y accesorios.
Cuando limpies superficies, mantén la presión del aire por debajo de 30 psi y nunca uses aire comprimido «sin salida» contra ti o cualquier otra persona.
Y, nunca uses aire comprimido para limpiarte a ti mismo o a la ropa (esta mala práctica la vemos a menudo).
Utiliza una válvula de alivio de seguridad del compresor del aire
Una válvula de alivio de presión del aire es una conexión con un manguito abatible que permite descargar el aire comprimido de la herramienta cuando se desconecta.
Reduce el riesgo de descarga accidental después de desconectar el sistema neumático.
Utiliza el compresor de aire recomendado
Conoce las capacidades del compresor de aire que piensas utilizar con tu sistema.
Comprueba el índice de CFM (pies cúbicos por minuto) y los PSI (libras por pulgada cuadrada) para asegurarte de que son compatibles con la recomendación del fabricante de tu sistema neumático.
Nunca lleves herramientas por la manguera
No transportes ni sujetes las herramientas neumáticas por la manguera o las conexiones.
Esto podría ejercer una presión y una tensión indebidas sobre estos componentes, lo que puede provocar un fallo prematuro de la manguera y/o lesiones.
Desconecta la herramienta del suministro de aire cuando no la utilices
Desconecta siempre tu herramienta neumática del suministro de aire y retira el cargador cada vez que no la estés usando.
Esto evita que se produzca una descarga accidental cuando te estás tomando un descanso o cuando se ha terminado de trabajar.
Conclusiones
En primer lugar, los sistemas neumáticos son muy eficaces. El uso de aire comprimido no está limitado por la distancia, lo que significa que puede transportarse fácilmente a través de tuberías.
Además, con un suministro ilimitado de aire en la atmósfera, la neumática industrial puede generar con facilidad energía de origen.
Tras su uso, el aire comprimido puede devolverse directamente a la atmósfera sin necesidad de procesarlo, por lo que resulta económico.
Junto con el hecho de que el funcionamiento de un sistema neumático no produce contaminantes, esto le convierte en una solución respetuosa con el medio ambiente.
Los sistemas neumáticos también tienen la ventaja de ser muy duraderos y fiables. Sus componentes, en particular, son muy resistentes en comparación con los motores eléctricos.
Por otro lado, el diseño sencillo de un sistema neumático permite el movimiento lineal o angular de rotación con velocidades de funcionamiento variables.
En cuanto a las velocidades, el movimiento rectilíneo y oscilante de los sistemas neumáticos también es de fácil ajuste y está sujeto a menos limitaciones que otros.
Pero quizás la principal ventaja de utilizar sistemas neumáticos sea su rentabilidad.
Debido a los menores costes de mantenimiento mencionados con anterioridad y su longevidad, le convierte en una de las opciones más utilizadas en la industria con respecto a los otros sistemas disponibles en el mercado.
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La gestión de las instalaciones industriales en una empresa es una tarea fundamental y es el principal medio para que las actividades de producción funcionen con eficacia.
La gestión industrial utiliza diversas técnicas, así como conocimientos profesionales e innovación, para optimizar la producción y garantizar que todo esté en orden en una instalación.
En definitiva, una instalación industrial no puede existir sin gestión, ya que conduciría a un caos improductivo que arruinaría poco a poco la industria.
En este artículo vamos a analizar cuáles son los objetivos de las instalaciones industriales y qué elementos se tienen en cuenta para la instalaciones industriales.
¿Qué son las instalaciones industriales?
Las instalaciones industriales se pueden definir como la combinación e integración de diversos suministros y servicios destinados a facilitar la ejecución de plantas industriales funcionales destinadas a la fabricación o a la transformación de productos.
Se entiende por planta industrial a un sistema compacto encargado de la realización de un proceso industrial que comprende varias etapas de proceso.
Además, incluye las instalaciones en las que se almacenan los productos acabados y las materias primas para la fabricación.
En resumen, una instalación industrial se compone del propio edificio, las instalaciones específicas (aire acondicionado, calderas, saneamiento etc.) y la maquinaria.
¿Cuál es la importancia de las instalaciones industriales?
La función de las instalaciones industriales es combinar el trabajo humano con la maquinaria para transformar las materias primas y la energía, según un proceso previamente definido.
Para aprovechar al máximo los equipos, los operarios deben seguir ciertas reglas, que varían según el tipo de planta industrial y de empresa.
En la producción en serie, las instalaciones industriales son la base sobre la que se levanta todo el proyecto de la empresa y no hay lugar para la improvisación.
Cuando se elige una zona geográfica para la ubicación de una planta industrial, se tienen en cuenta varios factores, como las características de su entorno, el grado de comunicación que tiene con el exterior, el tipo de terreno y, sobre todo, las posibles necesidades de instalaciones industriales de la empresa.
Por otro lado, la gestión de las instalaciones industriales es importante para orientar los esfuerzos, las capacidades y los recursos hacia la productividad y la eficiencia.
Aunque la gestión suele asociarse a la producción de una planta industrial, en realidad también abarca la gestión de las instalaciones industriales de procesos como el almacenamiento, la organización y la distribución, todos ellos relacionados de forma estrecha con la producción.
Hay que tener en cuenta que la buena gestión de las instalaciones industriales disponibles es útil para planificar y programar la renovación (y/o el mantenimiento) de los almacenes industriales, la maquinaría industrial, las instalaciones eléctricas, las instalaciones neumáticas e hidráulicas por citar algunas para no interrumpir ni afectar a las actividades de producción.
En el día a día de una planta industrial intervienen varias actividades y disciplinas, como la seguridad industrial (campo multidisciplinar encargado de minimizar el riesgo de accidentes) y la higiene industrial (procedimientos para controlar los factores ambientales que pueden afectar a la salud de los trabajadores y vecinos).
¿Cuáles son los tipos de instalaciones industriales?
Para este punto nos vamos a centrar en las instalaciones industriales que se realizan en la planta de producción con mayor asiduidad.
Existen otros tipos de instalaciones que se pueden realizar en una industria como las propias del edificio donde están ubicadas las oficinas (vestuarios, lavabos, comedores, etc.), las que se realizan para el almacenamiento de líquidos, las de climatización, las de canalización del agua, las de instalación de energía fotovoltaica, entre otras.
Así pues, cuando nos referimos a la planta de producción de una empresa destacaremos los siguientes tipos de instalaciones industriales.
Instalaciones industriales eléctricas
Las instalaciones eléctricas industriales incluyen trabajos que van desde la entrada de servicio de la compañía eléctrica hasta la generación eléctrica in situ, la distribución de esta energía eléctrica hacia la planta, el control de la energía, la puesta a tierra, y la protección eléctrica.
También realiza instalaciones de otros sistemas eléctricos, como la gestión de la energía, la automatización de procesos, la conexión de la maquinaria y los sistemas de seguridad.
Instalaciones industriales mecánicas
En la industria las instalaciones mecánicas pueden abarcar desde la instalación de tuberías de proceso y la instalación de sistemas mecánicos industriales, hasta la instalación de sistemas de bombeo y el montaje mecánico de las líneas de producción.
Dentro de este apartado se podría incluir las instalaciones hidráulicas y neumáticas, así como la instalación de maquinaria que más adelante comentamos.
Instalaciones industriales neumáticas
Este tipo de instalaciones se basan en la instalación de tuberías para distribuir aire comprimido a herramientas, equipos de producción y maquinaria de la cadena de producción.
Además se centra en la instalación del sistema neumático que está compuesto por un compresor de aire, actuadores, mangueras neumáticas que se dirigen hacia la maquinaría y válvulas para regular y controlar la presión del aire comprimido o gas presurizado, entre otros componentes.
Instalaciones industriales hidráulicas
Las instalaciones hidráulicas que se utilizan en la industria son muy similares a las neumáticas. La diferencia es que como medio de generación de fuerza utilizan diferentes fluidos.
La instalación consta de las tuberías para distribuir este fluido y varios componentes como depósitos donde se almacena el fluido, bombas hidráulicas, válvulas y actuadores como motores y cilindros.
Instalaciones de maquinaria industrial
Las empresas especializadas en instalaciones de maquinaría industrial suelen realizar todo el proceso de traslado, instalación y puesta en marcha de una maquina nueva o usada.
Tanto si se trata del traslado y reubicación de una máquina dentro de una fábrica como en otra planta de fabricación.
Instalaciones de seguridad industrial
Las instalaciones de seguridad industrial están destinadas a las prácticas de gestión de la seguridad que se aplican en la planta de producción.
Estos procesos tienen como objetivo proteger a los trabajadores industriales, la maquinaria, las instalaciones, las estructuras y el medio ambiente.
Pueden comprender trabajos de instalación de detectores perimetrales, de vallado de seguridad y sensores del vallado, protección contra Incendios, cerramientos para la maquinaria y los robots industriales, entre otros.
¿Cómo realizar instalaciones industriales en tu empresa?
Llevar a cabo un proyecto de instalaciones industriales es una tarea complicada para cualquier empresa que requiere el desarrollo de métodos adecuados de ingeniería, producción, planificación e instalación.
Los proyectos técnicos requieren de procesos de planificación y también de diseño que definen los distintos pasos a seguir para asegurar la correcta realización del proyecto.
Por ello la mejor solución es recurrir a una empresa de servicios de instalaciones industriales que se encargue de toda la gestión.
En la práctica, puede llegar a ser un proceso de integración bastante complejo de componentes mecánicos, eléctricos, sensórica, hardware, software, etc.
La función de la empresa de instalaciones va a ser la de satisfacer tus necesidades como cliente, definidas por contrato y encargarse de la programación estratégica y operativa de los servicios a realizar, desde las instalaciones más elementales hasta las operaciones a gran escala.
Sin duda esta opción te va a quitar muchos dolores de cabeza y va agilizar la operación, lo que a larga se traduce en un ahorro de costes.
Por otro lado, para llevar a cabo la instalación a realizar en tu planta has de tener en cuenta algunos aspectos importantes.
A continuación te citamos los que consideramos más importantes:
Realización de los planos para facilitar la comprensión de la puesta en marcha de las instalaciones industriales.
Previsión del coste total de la instalación.
Selección de los materiales y equipos en proveedores de confianza.
Determinar el número de los distintos tipos de profesionales necesarios en cada instalación.
Elección de las herramientas y equipos necesarios para la realización del proyecto.
Diseño de un programa de trabajo.
Establecer las medidas de seguridad a tener en cuenta durante la instalación y después de la instalación.
Mantenimiento de la nueva instalación.
Importancia del mantenimiento de instalaciones industriales
El mantenimiento de instalaciones industriales esta destinado a minimizar las averías de los activos, aumentar el tiempo de funcionamiento y mejorar la fiabilidad general de la planta.
A la postre, es una previsión de que todos los activos de la planta están en buenas condiciones de funcionamiento.
En la práctica, es un componente importante para el buen funcionamiento de la producción. Ayuda a las empresas a mantener sus recursos, a la misma vez que controlan el tiempo y los costes para conseguir la máxima eficacia del proceso de fabricación y de las instalaciones relacionadas.
A fin y al cabo, es una herramienta que ayuda a garantizar la fiabilidad y la calidad de la producción, la seguridad de los empleados y la protección del medio ambiente.
El mantenimiento industrial es un factor importante para determinar el éxito a largo plazo de una empresa. Los recursos mal mantenidos pueden causar inestabilidad y detener de forma parcial o total la producción.
El mal funcionamiento de las máquinas o las averías de las instalaciones pueden convertirse en un proceso costoso para la mayoría de las empresas.
Cuando se producen averías, el coste de la mano de obra por unidad aumenta a medida que pasa el tiempo hasta que las máquinas vuelven a funcionar con normalidad.
En este caso, habrá gastos inesperados para reparar las fallas, lo que incluye costes adicionales para la reparación de las instalaciones adyacentes a la maquinaria y del equipo, del personal técnico de reparación, de las inspecciones de mantenimiento preventivo y de las piezas de repuesto.
Otra de las funciones del mantenimiento de instalaciones industriales es la de elaborar un plan de mantenimiento en el que se lleve a cabo las revisiones preventivas necesarias de las instalaciones, las condiciones de utilización y cualquier otra circunstancia que pueda influir en su deterioro o desajuste.
Así como la de aplicar las medidas correctoras necesarias para su perfecto funcionamiento.
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En SICMA21 disponemos de un equipo especializado en instalaciones industriales con más de 20 años de experiencia realizando proyectos para nuestros clientes.
Nuestro equipo se compone de excelentes profesionales que a través del Departamento de Oficina Técnica ponemos a tu disposición ingenieros eléctricos, ingenieros mecánicos, ingenieros industriales, técnicos de instalación, ingenieros electrónicos, programadores y electricistas para llevar a cabo tu proyecto de instalación.
Sea cual sea el proyecto que tu empresa necesite realizar, podemos ofrecerte una solución adaptada a tus necesidades con un servicio de instalación llave en mano.
También podemos ayudar a tu empresa en trabajos de mantenimiento o para revisar toda tu instalación.
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La clave de la industria inteligente reside en la recogida de datos e información. Los sensores industriales son las terminaciones nerviosas de la industria inteligente. Se utilizan para recopilar datos y proporcionar un soporte de datos básico para el desarrollo de la Industria 4.0.
Al mismo tiempo, con el rápido desarrollo del Internet de las Cosas y la fabricación inteligente, los requisitos de aplicación son cada vez más altos.
Hoy en día, los sensores industriales se están actualizando de forma rápida, impulsando la transformación inteligente de los terminales del Internet industrial.
Abarca desde la detección de procesos industriales y la automatización de fábricas, pasando por los microcontroladores y las conexiones por cable o inalámbricas, hasta los servidores en la nube.
En este artículo conoceremos más de cerca cuáles son las funciones de los sensores en la industria y por qué son partes importantes de la automatización industrial.
Definición de sensores industriales
En palabras sencillas, un sensor industrial se define como un dispositivo de entrada que proporciona una señal de salida con respecto a una cantidad física (entrada).
Dicho de otra manera, detectan un estímulo de entrada, que puede ser cualquier cantidad, propiedad o condición del entorno físico, y responde con una señal digital medible.
Por ejemplo, el estímulo de entrada puede ser la presión, la fuerza, el flujo, la luz, el calor, el movimiento, la humedad o cualquier otro fenómeno del entorno.
En cambio, la salida de la respuesta suele ser una forma eléctrica de una señal, como el voltaje, la corriente, la capacitancia, la resistencia, la frecuencia, etc., que se convierte en una pantalla legible o se transmite por medios electrónicos a través de una red para su lectura u otra disposición.
Las plantas modernas utilizan una multitud de sensores industriales, cada uno con su propio diseño y función.
La singularidad de los sensores industriales radica en las aplicaciones y entornos en los que se utilizan.
Tienen que ofrecer un rendimiento excelente en condiciones extremas, incluidos entornos difíciles e inaccesibles como temperaturas muy altas o muy bajas, vibraciones, alta humedad, etc.
Estructura de un sensor
¿Cómo funcionan los sensores industriales?
Los sensores reaccionan a los cambios de las condiciones físicas alterando sus propiedades eléctricas. Por eso, la mayoría de los sensores industriales se basan en sistemas electrónicos para captar, analizar y transmitir información sobre el entorno.
Estos sistemas electrónicos funcionan según los mismos principios que los circuitos eléctricos, por lo que la capacidad de controlar el flujo de energía eléctrica es muy importante.
Para explicarlo de forma sencilla, un sensor industrial convierte estímulos como el calor, la luz, el sonido y el movimiento en señales eléctricas.
Estas señales pasan por una interfaz que las convierte en un código binario y lo transmite a un ordenador para que lo procese.
Muchos sensores industriales actúan como un interruptor, controlando el flujo de cargas eléctricas a través del circuito.
Los interruptores son una parte importante de la electrónica, ya que cambian el estado del circuito.
Aplicaciones industriales de los sensores
Las fábricas buscan de forma constante la manera de maximizar su rendimiento y sus resultados.
La forma más eficaz de ponerlo en práctica es a través de los sistemas y sensores industriales utilizados en la automatización industrial.
Por lo tanto, en un intento de controlar de forma eficaz los procesos y utilizar la máxima capacidad de las instalaciones, los tipos de sensores industriales utilizados en la fabricación han experimentado un notable progreso en los últimos años.
Las aplicaciones de los sensores en la fabricación son numerosas, y su papel es fundamental en términos de calidad, seguridad y conservación de la energía.
En la automatización industrial, los sensores desempeñan un papel fundamental para que la producción sea inteligente y automatizada.
Permiten supervisar, analizar y procesar diversos cambios que se producen en el lugar de fabricación industrial, como los cambios de temperatura, movimiento, presión, altitud, exteriores y de seguridad.
Casi todos los procesos o condiciones ambientales tienen un tipo de sensor adecuado.
Otra de las aplicaciones más utilizadas de los sensores industriales es su importante papel en el mantenimiento predictivo.
Esta estrategia de mantenimiento proactivo utiliza herramientas de supervisión del estado (entre ellas sensores) para detectar diversos signos de deterioro, anomalías y problemas de rendimiento de los equipos.
A partir de esas mediciones, los ingenieros de producción y mantenimiento puede ejecutar algoritmos predictivos preconfigurados para estimar cuándo puede fallar un equipo, de modo que las tareas de mantenimiento puedan realizarse justo antes de que eso ocurra.
Entre las aplicaciones más conocidas de los sensores industriales destacamos las siguientes:
Seguimiento de todo el proceso de fabricación.
Vincular varios dispositivos.
Mejorar el rendimiento de la producción.
Gestión de la calidad.
Precisión en la maquinaria de producción.
Calcular la velocidad de las máquinas.
Detectar y comunicar información para mejorar la automatización.
Regular los procesos.
Detectar fallos.
Medición de la presión.
Transferir información.
Optimizar la tarea de producción.
Identificar la raíz de los fallos durante la fabricación.
¿Cómo se clasifican los sensores industriales?
Los sensores industriales se pueden clasificar en función de lo que detectan: fuerza, presión, caudal, temperatura, proximidad, humo, gas, alcohol, etc.
Según el tipo de sensor, su salida eléctrica puede ser una tensión, una corriente, una capacitancia, una resistencia, una frecuencia u otro atributo eléctrico que varía con el tiempo.
Los sensores se clasifican en varios grupos en función de factores como la magnitud a medir, los campos de aplicación, el principio de conversión, el dominio energético de la magnitud a medir, las consideraciones termodinámicas, etc.
A continuación realizaremos una de las posibles clasificaciones de los sensores en función de sus aplicaciones en la industria.
Sensores de presión
Los sensores de presión suelen ser dispositivos electromecánicos que miden la presión de gases o líquidos y proporcionan señales a las entradas de los dispositivos de control y visualización.
Por lo general, los sensores de presión pueden variar en su tecnología, diseño, disposición de la aplicación, rendimiento y coste.
Estos sensores se utilizan para el control y la supervisión en una amplia gama de aplicaciones industriales.
Sensores de temperatura
Un sensor de temperatura es un dispositivo electrónico que detecta los parámetros térmicos de su entorno y convierte los datos de entrada en datos electrónicos para registrar los cambios de temperatura.
Un sensor de temperatura suele basarse en un detector de temperatura resistivo (RTD) o en termopares para detectar los cambios de temperatura.
El termómetro es el sensor de temperatura más utilizado para medir el grado de calor o frío.
Estos sensores se utilizan con frecuencia en el sector del automóvil, la aviación, el sector médico, los ordenadores, los aparatos de cocina y otras aplicaciones de la vida cotidiana.
Sensores de nivel
Los sensores de nivel son dispositivos que se utilizan para controlar, mantener y medir el nivel de los líquidos (a veces de los sólidos).
Una vez detectado el nivel de líquido, el sensor convierte los datos detectados en señales eléctricas.
La medición del nivel de líquido puede dividirse en medición continua y medición de nivel puntual.
El sensor de nivel continuo se utiliza para medir con precisión el nivel de líquido.
Mientras que el sensor de nivel puntual se utiliza para determinar si el nivel de líquido es alto o bajo.
Por lo general, los sensores de nivel se utilizan en la industria manufacturera y en la industria de la automoción, pero también se pueden encontrar en muchos electrodomésticos.
Sensores de proximidad
Los sensores de proximidad son dispositivos electrónicos que se utilizan para detectar la presencia de objetos cercanos sin ningún contacto físico.
Por lo general, estos sensores emiten un campo electromagnético y buscan cambios en el campo o señal de retorno.
Se utilizan en numerosas operaciones de fabricación para detectar la presencia de piezas y componentes de máquinas.
Por ejemplo, se utilizan en la supervisión de las vibraciones de las máquinas para medir la variación de la distancia entre un eje y su cojinete de apoyo.
Sensores de infrarrojos
Un sensor de infrarrojos es un dispositivo que utiliza los infrarrojos para procesar datos. El infrarrojo también se denomina luz infrarroja.
Tiene propiedades como la reflexión, la refracción, la dispersión, la interferencia y la absorción.
Cualquier sustancia, siempre que tenga una determinada temperatura (por encima del cero absoluto), puede irradiar rayos infrarrojos.
El sensor de infrarrojos no está en contacto directo con el objeto medido durante la medición, por lo que no hay fricción, y tiene las ventajas de una alta sensibilidad y una respuesta rápida.
El sensor de infrarrojos puede controlar el funcionamiento de los dispositivos de accionamiento.
En gran medida, los sensores infrarrojos se utilizan para la medición de la temperatura sin contacto, el análisis de la composición del gas y las pruebas no destructivas.
Sensores de humedad
Los sensores de humedad miden la cantidad de agua en el entorno y convierten estas mediciones en señales que pueden utilizarse como estímulo de entrada.
Sus aplicaciones son muy variadas y se utilizan de forma generalizada en la industria del automóvil, la climatización, la meteorología, la medicina y la fabricación.
Sensores de fuerza
Los sensores de fuerza o, también llamadas células de carga, son los dispositivos que traducen las fuerzas mecánicas aplicadas, como la fuerza de tracción y compresión, y dan señales digitales de salida, cuyos valores reflejan la magnitud de la fuerza aplicada.
Estos sensores se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, como productos de consumo, dispositivos informáticos, instrumentos musicales, dispositivos médicos y en industria del automóvil, por nombrar algunos.
Sensores de flujo/caudal
Los sensores de flujo, también conocidos como sensores de caudal, son dispositivos electrónicos o electromecánicos que se utilizan para medir el caudal de un fluido, como un gas o un líquido, y proporcionar señales de salida al controlador.
La medición del caudal es vital para el control de muchos procesos industriales, por lo que estos sensores son muy utilizados en los procesos productivos y de fabricación.
Sensores de gas
Los sensores de gas son dispositivos electrónicos fijos o portátiles que se utilizan para detectar la presencia y las propiedades de una serie de gases y transmitir señales al controlador en forma de señal de salida.
Estos sensores actúan como un dispositivo clave para detectar gases nocivos y proporcionan una forma de controlar la concentración de gas y la información ambiental.
Sensores detectores de defectos
Los sensores detectores de defectos son dispositivos utilizados en una diversidad de procesos de fabricación para mostrar inconsistencias en las superficies o en diversos materiales subyacentes.
Estos sensores/detectores suelen utilizar medios ultrasónicos, acústicos o de otro tipo para identificar defectos en los materiales.
Estos dispositivos se consideran la ayuda más crucial en el control de calidad durante el proceso de fabricación e inspeccionan los componentes durante las pruebas no destructivas y el análisis de materiales.
Sensores de movimiento
Los sensores de movimiento son dispositivos electrónicos capaces de detectar el movimiento o la parada de piezas, personas, etc. y suministrar señales a las entradas de los dispositivos de control o visualización.
Las aplicaciones típicas son la detección de la parada de las cintas transportadoras o el atascamiento de los rodamientos.
Sensores ópticos
El sensor óptico se basa en el principio óptico para la medición. Tiene muchas ventajas, como la medición sin contacto no destructiva, la ausencia casi total de interferencias, la transmisión de alta velocidad y el control remoto.
Incluye sobre todo sensores e instrumentos ópticos, como instrumentos de medición ópticos generales, interferómetros láser, codificadores y fibra óptica.
En el diseño, se utiliza para detectar si el objeto de destino aparece, o para llevar a cabo diversas automatizaciones industriales de detección de movimiento en plantas de producción industrial.
También se utiliza en las telecomunicaciones, en ascensores, en la construcción, en la sanidad y en los sistemas de seguridad.
Sensores de metales
Los sensores de metales son dispositivos electrónicos o electromecánicos que se utilizan para detectar la presencia de metales en diversas situaciones.
Los detectores de metales pueden ser permanentes o portátiles y se basan en varias tecnologías de sensores, siendo la electromagnética la más popular.
Entre sus aplicaciones, pueden adaptarse para detectar de manera explícita metales en operaciones de fabricación específicas, como el serrado o el moldeo por inyección.
Sensores de color
Los sensores de color son un tipo de sensores fotoeléctricos, que emiten luz desde un transmisor, y luego detectan la luz reflejada desde el objeto de detección con un receptor.
Estos sensores ayudan a construir aplicaciones de detección de color en el procesamiento de imágenes, la identificación de colores, el seguimiento de objetos industriales, los sistemas de diagnóstico médico, los sistemas de fitness, el control de procesos industriales, etc.
Sensores MEMS
El sensor MEMS es un nuevo tipo de sensor fabricado con tecnología de microelectrónica y micromecanizado.
En comparación con los sensores industriales tradicionales, tiene un tamaño reducido, un bajo consumo de energía, una alta fiabilidad y es adecuado para la producción en masa.
El sensor de movimiento MEMS se integra con la tecnología inalámbrica ZigBee para realizar interacciones con la máquina de forma automática.
Gracias al tamaño de sus características puede realizar funciones que no pueden realizar algunos sensores mecánicos tradicionales.
Conclusiones
La aplicación de sensores industriales suele proporcionar sistemas de medición de datos y de control de la arquitectura de los dispositivos de una planta de producción.
Esta tecnología es esencial para varias industrias, proporcionando información vital sobre la presión, la temperatura, la velocidad, la ubicación, entre otras para intervenir en profundidad en varios procesos o sistemas.
Como entrada a la recopilación de información, los sensores industriales son el «corazón» del Internet de las Cosas (IoT), las industrias inteligentes y los dispositivos inteligentes.
La aplicación y el desarrollo de la Internet Industrial depende de la efectividad de los sensores industriales y de la innovación tecnológica.
Los fabricantes de sensores industriales están desarrollando constantes progresos en la precisión de los sensores, la fiabilidad, los tiempos de respuesta, la robustez, el tamaño, las comunicaciones y la eficiencia con la difusión de sofisticados sistemas de control electrónico.
Como conclusión final, los sensores industriales están desarrollando de manera significativa las posibilidades de avances tecnológicos en la Industria 4.0.
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