La energía de un compresor de aire se utiliza para una gran variedad de aplicaciones. Desde los fines industriales más exigentes, como el funcionamiento de cintas transportadoras, la producción farmacéutica o la fabricación de plásticos, hasta los usos personales más sencillos, como el inflado de neumáticos o la limpieza de equipos.
¿Qué son las herramientas neumáticas?
Una de las formas más comunes y útiles de utilizar aire comprimido es para accionar herramientas neumáticas, también conocidas como herramientas de aire. Las herramientas neumáticas tienen muchas ventajas que las convierten en la forma ideal de utilizar herramientas en la industria manufacturera o en cualquier entorno que requiera el uso de herramientas durante largos periodos de tiempo.
Aunque se necesita un compresor de aire para hacer funcionar las herramientas neumáticas, sus muchas ventajas compensan con creces el coste inicial de un compresor de aire, incluso para el taller doméstico. A medida que la tecnología ha ido avanzando con los años, también lo ha hecho el acceso fácil y económico a herramientas y compresores de aire. Para algunas empresas, las herramientas neumáticas son el único camino a seguir, pero otras necesitan conocer la funcionalidad y los costes a largo plazo para determinar si las herramientas neumáticas son la mejor opción para su uso.
Las mayores ventajas de las herramientas neumáticas son:
- diseño ligero y sencillo
- la fuente fiable de energía
- menores costes de adquisición y mantenimiento de herramientas
- versatilidad de uso
- la opción de alimentación segura
Puede que esté intentando reunir información para decidir si las herramientas neumáticas son la opción adecuada para su trabajo, y aquí encontrará mucha información que le ayudará a decidir. Tanto si busca una comparación con las herramientas eléctricas como con las hidráulicas, le proporcionaremos datos detallados y listas comparativas que le ayudarán a descubrir las ventajas y desventajas de las herramientas neumáticas.
Diseño ligero y sencillo
Dado que cada herramienta neumática no tiene motor propio (porque funciona con la energía del compresor de aire), las herramientas neumáticas son mucho más ligeras que sus homólogas eléctricas. Esto es especialmente ventajoso para quienes utilizan las herramientas durante un largo período de tiempo. Lijadoras neumáticas, amoladoras, pistolas pulverizadoras y chorreadoras de arena son sólo algunas de las herramientas que funcionan continuamente en diversos entornos.
Sin el volumen adicional de un motor, experimentará menos fatiga muscular y tendrá un mejor control sobre el funcionamiento de la herramienta, incluso después de un largo día. También se beneficiará de un diseño ergonómico que facilita el agarre y el giro durante el uso, y su menor tamaño facilita la realización de una serie de aplicaciones específicas.
Además, todas las herramientas neumáticas tienen un diseño mucho más sencillo que las eléctricas, lo que se traduce en menos averías, reparaciones más sencillas y una vida útil más larga. Tanto si utiliza herramientas neumáticas en su taller doméstico como si tiene cientos de herramientas funcionando en una línea de producción, esto supone una gran ventaja a la hora de considerar los costes a largo plazo de las herramientas. Otras cualidades relacionadas con el diseño ligero y sencillo de las herramientas neumáticas son:
- Fácil de conectar
- Muy baja incidencia de fallos de funcionamiento (sin sobrecalentamiento, cortocircuitos ni riesgo de electrocución).
- Formación rápida de los usuarios
- Fácil de mantener, ya que hay menos piezas móviles
Disfrute de menores costes
No cabe duda de que hay circunstancias en las que los costes energéticos serán menores con las herramientas eléctricas, especialmente con un uso irregular para operaciones de baja potencia, como el uso de una pistola de clavos o un taladro. Sin embargo, cuando las herramientas se utilizan de forma continuada, las neumáticas son las más rentables en la mayoría de las situaciones.
En las aplicaciones profesionales, el ahorro será mayor tanto en el coste de las herramientas como en el consumo de energía. Hay muchas formas se pueden controlar los costes energéticos en un sistema de compresor de aire, y es la mejor forma de mantener los costes bajos.
En un periodo de 10 años, el consumo de energía es el mayor gasto de un sistema de aire comprimido, con una estimación del 76%, mientras que los costes de equipamiento y mantenimiento ascienden al 12% en una planta de fabricación típica.
Si sólo utiliza una o dos herramientas en su taller de forma ocasional, no se beneficiará de los costes más bajos de las herramientas neumáticas. Sin embargo, la fiabilidad del suministro eléctrico y el bajo índice de desgaste de las herramientas pueden ser las ventajas más atractivas para su situación.
Dejando a un lado el coste del compresor de aire, tanto la compra inicial de una herramienta neumática como el mantenimiento y la frecuencia de sustitución son inferiores a los de su equivalente eléctrico.
Fiabilidad cuando más cuenta
Desde un mayor potencial de potencia hasta la estabilidad de un sistema compresor bien mantenido, las herramientas neumáticas son una forma fiable de realizar el trabajo. La mayor ventaja de las herramientas neumáticas para el mercado industrial es la fiabilidad de su uso continuo: menos roturas y mantenimiento significan menos tiempo de inactividad.
Incluso un taller de reparación de automóviles o una carpintería, que pueden no tener tanta urgencia por mantener la producción como una organización multimillonaria, se verán perjudicados y experimentarán una pérdida de beneficios cuando sus herramientas y su sistema eléctrico les fallen. Cuando se comparan las herramientas neumáticas con las eléctricas, las neumáticas se llevan la palma en cuanto a fiabilidad del suministro eléctrico y tiempo de funcionamiento del equipo.
Una opción versátil para cualquier entorno
Las herramientas neumáticas se adaptan fácilmente a cualquier entorno, aunque no haya electricidad para hacer funcionar un compresor de aire. La versatilidad del aire comprimido como fuente de energía no tiene parangón con otras fuentes de energía como la electricidad, el gas natural y la gasolina altamente inflamable. El aire comprimido puede almacenarse en cilindros, que pueden utilizarse como fuente de energía para herramientas neumáticas en lugares como una plataforma petrolífera o una mina.
Aunque los conductos de aire pueden ser un problema en algunas situaciones, la fiabilidad del aire comprimido como fuente de energía hace que las herramientas neumáticas sean la opción ideal para una amplia gama de aplicaciones, ya sea mediante el uso de una conexión eléctrica fiable para hacer funcionar un compresor o mediante el uso de depósitos de aire comprimido.
Con la posibilidad de ajustar la presión a través del compresor de aire, podrá cambiar fácilmente de tareas de chorreado de arena de alta potencia a tareas de limpieza de baja potencia con rapidez y facilidad. También podrá desconectar y volver a conectar sus herramientas neumáticas con rapidez, lo que le permitirá realizar prácticas más eficientes y aumentar el ritmo de producción.
Muchas industrias necesitan la potencia limpia y seca del aire comprimido que los sistemas hidráulicos no proporcionan. Ensuciar los productos con aceite u otros contaminantes es inaceptable en muchas industrias como la alimentaria, la del envasado, la del cuero y la textil.
Los sistemas de compresores de aire también permiten una mayor conversión de energía en trabajo en comparación con las operaciones hidráulicas. La velocidad de flujo del aire comprimido puede alcanzar los 20 kilómetros por segundo (m/s), mientras que las aplicaciones hidráulicas no llegan ni a la mitad, con 5 m/s. Esta ventaja no será relevante para todos los usos de las herramientas eléctricas, pero para aquellas aplicaciones en las que la producción de calidad puede realizarse a mayor velocidad, las herramientas neumáticas son una solución bienvenida con beneficios económicos que afectan a fabricantes y consumidores.
La vía más segura del poder aéreo
El aire comprimido funciona con la misma eficacia cuando hay temperaturas extremas, ya sean frías o calientes, y cuando se producen grandes fluctuaciones de temperatura.
Hay una serie de entornos en los que no se pueden utilizar herramientas eléctricas debido al alto riesgo de explosión, incendio y otros peligros eléctricos, entre ellos:
- En las minas
- En condiciones húmedas o mojadas
- Para la exploración energética
- Cerca de materiales inflamables o explosivos
Incluso cuando las herramientas neumáticas no se conectan correctamente o se utilizan de forma descuidada, no se produce ningún impacto negativo en el resto del sistema de compresión de aire. A diferencia de los peligros asociados a las herramientas eléctricas, las herramientas neumáticas tienen muy poco riesgo.
Como con cualquier herramienta, y por su propia seguridad, debe tener los conocimientos adecuados sobre cómo utilizar la herramienta para los fines previstos. Sin embargo, si observamos el sistema en su conjunto, no hay que preocuparse por el desgaste excesivo o el sobrecalentamiento del sistema.
Ventajas de las herramientas neumáticas frente a las eléctricas
Las herramientas eléctricas tienen sin duda su lugar tanto para uso personal como profesional. Con los avances tecnológicos en la alimentación por batería, las herramientas sin cable pueden ser la mejor opción para usos en los que los cables pueden crear condiciones inseguras. Si no necesita la mayor potencia y fiabilidad que pueden proporcionar las herramientas neumáticas, puede que la opción eléctrica sea suficiente para su uso.
Las herramientas neumáticas son más comunes en entornos profesionales, especialmente en la fabricación, así como en talleres de automoción y carpintería. Estas son las principales ventajas de las herramientas neumáticas frente a las eléctricas:
- Coste: Con menos piezas móviles y diseños más sencillos, las herramientas neumáticas son más baratas de adquirir y mantener.
- Flexibilidad: El aire comprimido puede utilizarse en diversos entornos y de diversas formas como fuente de energía. Puede utilizar aire comprimido almacenado para zonas remotas, y puede cambiar de herramientas y tareas rápidamente con la línea de aire fiable que siempre está lista para fluctuaciones o suministro constante a largo plazo.
- Mantenimiento: Al constar de menos componentes, las herramientas en sí requieren poco mantenimiento o reparación. Sí es necesario lubricar el sistema de aire con un aceite lubricante en aerosol, que prolonga la vida útil de la herramienta al reducir la fricción. Mientras que las herramientas eléctricas no requieren mucho mantenimiento, las reparaciones son mucho más frecuentes, al igual que las averías completas de la herramienta.
- Seguridad: Las herramientas neumáticas siempre funcionan más frías que las eléctricas y eliminan por completo peligros como las descargas eléctricas y el riesgo de incendio. Además, nunca se sobrecargan ni se calan, lo que puede provocar todo tipo de situaciones inseguras y dejarte con una herramienta menos.
- Peso: Las herramientas neumáticas suelen tener un mayor índice de producción debido a su menor peso y a la menor fatiga del trabajador. Las herramientas eléctricas tienden a tener un diseño voluminoso para incluir el motor, y el diseño se vuelve más voluminoso cuanto más potentes son.
- Mayor relación potencia-peso: Las herramientas neumáticas ofrecen mejores niveles de par y más revoluciones por minuto (RPM) que los dispositivos inalámbricos y eléctricos de tamaño similar.
Ventajas de las herramientas neumáticas frente a las hidráulicas
En la industria, especialmente en la fabricación, pueden utilizarse sistemas hidráulicos de alta potencia en lugar de sistemas de aire comprimido. Las operaciones hidráulicas pueden ejercer una cantidad de potencia mucho mayor que les permite manejar operaciones extremadamente pesadas como prensas, martillos rompepiedras o herramientas de demolición. Podrían ser la mejor opción para algunas aplicaciones, pero hay varias aplicaciones que pueden manejarse adecuadamente tanto con neumática como con hidráulica. Estas son las principales ventajas de utilizar herramientas neumáticas frente a las hidráulicas:
- Coste: Con menos piezas móviles, así como un diseño más sencillo de las herramientas neumáticas y de todo el sistema de compresión de aire, hay menos componentes, lo que reduce los costes de servicio y mantenimiento. También puede haber ahorro de costes si se tiene en cuenta que un solo sistema de aire comprimido puede hacer funcionar otros sistemas a la vez. Los sistemas hidráulicos tienen controles más complejos y costosos.
- Flexibilidad: Una instalación más sencilla y el intercambio de herramientas facilitan y agilizan la formación del operario. También es más fácil ampliar un sistema de aire comprimido para dar cabida a una operación en crecimiento y utilizar la energía neumática para una gama más amplia de aplicaciones.
- Mantenimiento: Los sistemas de aire requieren mucho menos mantenimiento preventivo que los fluidos hidráulicos, que deben controlarse y sustituirse periódicamente. Además, con un sistema de aire comprimido se experimentan menos tiempos de inactividad debido a que los controles son menos complicados y el mantenimiento preventivo requerido es mínimo.
- Seguridad: Un sistema de aire comprimido funciona con presiones más bajas en una gran variedad de entornos y no supone ningún peligro por fugas accidentales de aire. Los sistemas hidráulicos no son adecuados para funcionar a altas temperaturas o con riesgo de incendio (aunque los fluidos resistentes al fuego pueden hacerlo más seguro). Un sistema hidráulico con fugas también libera contaminantes peligrosos y puede provocar una parada completa del sistema.
- Elevada relación potencia-peso: Las herramientas neumáticas tienen una elevada relación potencia-peso que reduce la fatiga del operario.
Ventajas de los sistemas neumáticos
Además de alimentar herramientas neumáticas, los sistemas neumáticos utilizan la fuerza del aire comprimido para realizar todo tipo de operaciones, como abrir y cerrar abrazaderas, mover prensas para conformar metales y plásticos y fijar componentes con herramientas de par de montaje. Esta energía neumática ha sido una solución bienvenida para muchos retos, ya se tratara de cuestiones de seguridad, de un flujo de energía constante o de eficiencia en la producción.
Las ventajas de la energía neumática proporcionan a muchas industrias un método fiable para realizar el trabajo de la manera más eficaz. Con el sistema de compresión de aire adecuado, muchas personas disfrutan de la comodidad y facilidad de la energía producida para sus herramientas neumáticas. Sin embargo, mientras que las herramientas neumáticas tienen un diseño sencillo y es fácil aprender a utilizarlas, el compresor de aire puede ser una parte más complicada de entender.
Cómo elegir el compresor de aire adecuado para sus herramientas neumáticas
El compresor de aire adecuado también es necesario para suministrar la potencia apropiada para el uso de herramientas neumáticas. La elección del compresor adecuado depende principalmente de los pies cúbicos por minuto (CFM), que miden el volumen de aire que puede producir el compresor, y de las libras por pulgada cuadrada (PSI), que miden la fuerza del aire suministrado por el compresor.
Si está pensando en cambiar las herramientas eléctricas por las de aire comprimido y todavía no tiene un compresor de aire o sólo tiene uno pequeño que no es suficiente para sus necesidades, no deje que el coste inicial de un compresor de aire le frene. Si analiza detenidamente el ahorro en costes y reparaciones de herramientas y la ventaja añadida de disponer de aire comprimido para multitud de otras tareas, es probable que descubra que el coste de un compresor de calidad no supondrá una gran desventaja a largo plazo.
Las herramientas neumáticas son tan productivas y eficaces como los compresores que las accionan. A la hora de elegir un compresor para su aplicación, debe tener en cuenta algunos aspectos:
- Comprobación del volumen de aire comprimido: Las herramientas neumáticas no dependen de la potencia, a diferencia de muchas otras herramientas industriales. En cambio, la eficiencia de una herramienta neumática depende del volumen de aire comprimido, que son los pies cúbicos por minuto (cfm) a una determinada libra-fuerza por pulgada cuadrada manométrica (psig).
- Determinar los cfm para cada herramienta: El compresor de aire ideal debe ser capaz de alimentar todos sus dispositivos neumáticos, incluso varios de ellos simultáneamente. Antes de elegir un modelo concreto de compresor, anote los cfm recomendados por el fabricante para cada uno de ellos. Si no encuentra los requisitos en la herramienta, consulte el manual del producto o la página web del fabricante.
- Cálculo de los cfm totales necesarios: Una vez determinados los pcm necesarios para cada herramienta neumática, calcule la suma de los pcm de las herramientas que piensa utilizar simultáneamente. Además, considere añadir un 25% adicional al total en caso de que desee ampliar las operaciones más adelante.
- Establecer los requisitos de psig: Puede utilizar la herramienta con el requisito de psig más alto como medida de referencia para determinar el psig adecuado. La mayoría de los compresores bifásicos ofrecen una presión nominal máxima de 175 psig, mientras que muchos compresores monofásicos alcanzan los 135 psig.
- Comprobación de la compatibilidad del motor: El motor del compresor de aire debe ser compatible con el suministro eléctrico de su instalación. Mientras que algunos edificios residenciales o comerciales pueden tener tomas monofásicas, muchas instalaciones industriales bien equipadas ofrecen fuentes de alimentación trifásicas.
- Determinación del tamaño del depósito del compresor de aire: Como regla general, el tamaño ideal del tanque debe ser de un mínimo de 5 galones por cfm.
- Teniendo en cuenta el medio ambiente: Los compresores con características eléctricas sólo deben funcionar en zonas con temperaturas reguladas. También debes tener en cuenta los niveles sonoros y los requisitos de espacio antes de hacer tu selección final.
Herramientas neumáticas para uso doméstico
Aunque las herramientas neumáticas eran populares sobre todo en poblaciones industriales hace décadas, muchos de los aficionados y bricoladores actuales han recurrido a ellas por su comodidad, facilidad de uso y eficiencia. Aunque la inversión inicial de un compresor puede parecer elevada para aplicaciones residenciales, podría amortizarse rápidamente, en función de la frecuencia de uso.
Las herramientas de aire comprimido proporcionan un ahorro de tiempo y dinero que muchas opciones convencionales no pueden ofrecer. Estas herramientas son especialmente beneficiosas para aplicaciones de bricolaje como reparaciones de automóviles, pintura, techado, carpintería y mucho más. Las herramientas neumáticas también ofrecen una capacidad de limpieza superior con accesorios sopladores.
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