BANCO DE PRUEBAS DE NEUMATICA

Autores:

 Andrés Forero Peña

Ronal Blanco Díaz

Juan Timaná Cepeda

Tutor:

Ing. Iván García

Corporación Universitaria Minuto de Dios.



UNIMINUTO 

 09 de Mayo de 2013.

Soacha.

BANCO DE PRUEBAS DE NEUMATICA

ÍNDICE
  

Pag.

INTRODUCCION……………………………………………………………
…………………..xx

Capitulo 1:

CONCEPTOS BASICOS

1.1. Concepto de 
Investigación………………………………………………………

1.2. El Anteproyecto de 
Investigación…………………………………………….

1.3. El Proyecto de 
Investigación……………………………………………………

1.4. Elementos Básicos del Proyecto de 
Investigación…………………...



Capitulo 2:

DESCRIPCION Y ANALISIS DE LOS ELEMENTOS DEL PROYECTO

2.1.    Aspectos 
Preliminares…………………………………………………………….

           a. 
Portada………………………………………………………………………
………

           b. 
Índice…………………………………………………………………………
………

           c. 
Introducción…………………………………………………………………
…….

2.2.     Cuerpo del 
Proyecto………………………………………………………………..

           2.2. 1.  El 
Problema…………………………………………………………………..

            2.2.1. Planteamiento del 
Problema………………………………………….

            2.2.2. Formulación del 
Problema……………………………………………..



            2.2.3. 
Objetivos………………………………………………………………………
.

            2.2.4.  Justificación de la 
Investigación………………………………………..

            2.2.5. 
Limitaciones…………………………………………………………………
………..

2.3.     Marco 
Teórico…………………………………………………………………………
………..

                        2.3.1.   Antecedentes   de   la 
Investigación……………………………………………

                        2.3.2.   Bases 
Teóricas……………………………………………………………….

                        2.3.3.   Definición   de   Términos 
Básicos……………………………………….

                        2.3.4.   Sistema   de 
Hipótesis……………………………………………………..

                        2.3.5.   Sistemas   de 
Variables…………………………………………………



3.   Marco 
Metodológico…………………………………………………………………
…...

                        3.1.   Nivel   de 
Investigación………………………………………………………..

                        3.2.   Diseño   de   la 
Investigación………………………………………………….

                        3.3.   Población   y 
Muestra…………………………………………………………..

                        3.4.   Técnicas   e   Instrumentos   de   Recolección   de 
Datos……………….

                        3.5.   Técnicas   de   Procesamiento   y   Análisis   de 
Datos…………………..

4.   Aspectos 
Administrativos………………………………………………………………

                        4.1.   Recursos 
Necesarios………………………………………………………….

                        4.2.   Cronograma   de 
Actividades……………………………………………….

5. 
Bibliografía……………………………………………………………………
……………….



6. 
Anexos…………………………………………………………………………
……………….

Capítulo 3:

3.1.   Comentarios 
Previos……………………………………………………………………

3.2.   Orientaciones   para   el   Uso   de   Citas   Textuales   y   de 
Referencias………

3.3.   Normas   para   la   Presentación  de   la   Bibliografía   o   Lista   de 
Referencias 
Bibliográficas…………………………………………………………………
……………………….

                    3.3.1. 
Libros…………………………………………………………………………
…………

                    3.3.2. 
Artículos………………………………………………………………………
………

                    3.3.3.   Trabajos   de   Grado,   Tesis   y   Trabajos   de 
Ascenso………………………

                    3.3.4.   Documentos   de   Carácter 
Legal…………………………………………….



                    3.3.5.   Otras 
Indicaciones…………………………………………………………………

Glosario

Bibliografía

Apéndices

A. Esquemas   del   Proceso   de 
Investigación………………………………………

B. Tipos   de 
Investigación………………………………………………………
……….

C. Instrumento   de   Auto­
Evaluación……………………………………………….

        



INTRODUCCION

En   esta   unidad   se   explica   detalladamente   los   diferentes   tipos   de 
actuadores,   tanto   los   lineales   como   los   de   movimiento   giratorio, 
prestando  especial  atención  con su  funcionamiento  y  su campo  de 
aplicación más útil.

También se describen todos los cálculos necesarios para elección de 
un actuador para las condiciones de trabajo en el banco de pruebas.

Es de suma importancia el conocimiento de dichos actuadores, ya que 
esto nos permite  realizar  un mejor  uso a nuestras  necesidades.  No 
obstante,   no   podemos   olvidar   que   la   neumática   es   un   campo   en 
evolución   constante   por   lo   que   este   módulo   solo  pretende   ser   un 
compendio del banco de pruebas.



Capítulo 1.

 CONCEPTOS BASICOS

1.1. Concepto de Investigación

El   escenario   sobre   el   cual   se   desarrollara   el   proyecto   será   la 
Corporación Universitaria Minuto de Dios, sede de Soacha; la cual ha 
demostrado gran interés hacia estas temáticas como lo es el Banco de 
Pruebas de Neumática para la Institución.

En el presente capítulo se expone y se define el área sobre la cual se 
quiere trabajar los factores fundamentales que promueve el desarrollo 
de   este   trabajo   y   la   metodología   que   se   va   aplicar.   Además   se 
proporcionara información suficiente para entender el temático sobre 
la cual reposa este trabajo.

1.2. El Anteproyecto de Investigación



Teniendo en cuenta el análisis y la ausencia de diferentes métodos de 
trabajo   de   la   Corporación   Universitaria   Minuto   de   Dios,   se   desea 
implementar y donar un Banco de Pruebas de Neumática, con el fin de 
proporcionar a la comunidad estudiantil un mejor y amplio recurso de 
estudio en la carrera de Tecnología de Electrónica.

1.3. El Proyecto de Investigación

De acuerdo, con los métodos de trabajo de los estudiantes los mismos 
estarán en plena libertad de escoger una modalidad y ejecutarla, bajo 
unas condiciones previamente establecidas. En el Banco de Pruebas 
de   Neumática;   el   cual   tendrá   la   opción   de   aplicarle   algunas 
modificaciones para las aplicaciones manuales como son: ángulos y 
direcciones de los cilindros y el circuito reprogramable.

Capítulo 2.

DESCRIPCION Y ANALISIS DE LOS ELEMENTOS DEL PROYECTO

2.2. Cuerpo del Proyecto

         1. El Problema

El problema que presenta la Corporación Universitaria Minuto de Dios, 
es la ausencia de un laboratorio dotado con elementos para realizar 
las pruebas de Neumática.



Teniendo en cuenta el análisis y la ausencia de diferentes métodos de 
trabajo   en   la   Corporación   Universitaria   Minuto   de   Dios,   se   desea 
implementar y donar un Banco de Pruebas de Neumática, con el fin de 
proporcionar a la comunidad estudiantil un mejor y amplio recurso de 
estudio en la carrera de Tecnología de Electrónica.

1.1. Objetivo general

 Proporcionar a la Corporación universitaria Minuto de 
Dios un Banco de pruebas de Neumática.

1.2. Objetivos específicos

 Conocer los circuitos básicos de uso común en Neumática.



 Saber  distinguir   los distintos  elementos  que componen un 
circuito Neumático y su función dentro del mismo. 

 Saber   interpretar   un   plano   de   Neumática,   deduciendo   el 
funcionamiento   del   circuito   y   la   función   de   los   distintos 
elementos que desempeñan en el circuito.

 Conocer  los diferentes tipos de actuadores,  con objeto de 
conocer las amplias posibilidades que ofrece la Neumática 
de cara a la automatización de procesos industriales.

 Conocer   los   principios   constructivos   de   los   tipos   de 
actuadores   (clasificación   simple,   doble   efecto,   etc.).   Se 
pretende   dar   la   noción   de   funcionamiento   genérico   con 
independencia   de   la   mecánica   que   emplee   el   fabricante 
para su consecución.

1.3. Justificación de la Investigación

Esta   investigación  se   realizó  con  el   fin  de   recolectar   información  y 
datos que nos permitieran implementar de manera correcta un Banco 



de  Pruebas  de  Neumática  que  nos  servirá  como  proyecto   final  de 
grado ya que es un proyecto innovador, funcional, de alta complejidad 
y atractivo ante cualquier industria de Automatización o Electrónica.

El  siguiente  proyecto  presenta  el  análisis  de un Banco  de Pruebas 
para prácticas de control proporcional Neumático o circuitos de control 
de lazo cerrado Neumático, se presenta en el contenido cada uno de 
los   elementos   necesarios   para   la   comprensión   básica   del   control 
proporcional, mostrando el funcionamiento detallado del equipo y de la 
funcionalidad en el circuito Neumático y Eléctrico.

El   objetivo   principal   del   estudio   mostrado   es   la   capacidad   de 
enseñanza  de un banco  de pruebas  de esta  categoría  para  el  uso 
práctico de la industria. La explicación de cada uno de los procesos al 
estudiante y los fenómenos físicos que lo envuelven, lo vuelve capaz 
de   diagramar,   construir   e   implementar   nuevos   circuitos   reales   que 
generen eficiencia y calidad en plantas industriales u controladores de 
procesos.   Al   final   del   proyecto   se   conocerá   la   ventaja   de   la 
implementación   de   este   Banco   de   Pruebas   de   Neumática   para   la 
Corporación Universitaria Minuto de Dios, sus alcances y la inversión 
necesaria.

Las metas a corto plazo para el estudiante serán: 

• Ampliar   los   conocimientos   técnicos   en   Neumática   básica   y 
Electroneumatica.

• Conocer los principios básicos de la retroalimentación.



• Aplicar la funcionalidad de los elementos de control de procesos 
(control PID, controlador de estatus).

• Entregar soluciones a complejos sistemas de control mediante el 
control de lazo cerrado.

No se realizara un detalle del armado y del acople de los elementos a 
un Banco de Pruebas construido, ya que no existe ninguna dificultad 
en conseguir accesorios y en la instalación de un Banco de Pruebas 
de similares características.  En el  análisis   financiero  se estudiara  la 
conveniencia   de   adquirir   un   Banco   de   Pruebas   completamente 
didáctico   (proformas   FESTO,   Alemania)   y   construir   un   hibrido   con 
elementos industriales y muy pocos didácticos.

En   conclusión   el   análisis   de   los   elementos,   los   circuitos 
implementados   y   la   muestra   de   una   gran   cantidad   de   información 
didáctica   aseguran   al   lector   una   gran   compresión   de   los   sistemas 
utilizados en la actualidad para procesos en serie y las herramientas 
para soluciones eficaces y con calidad.

2.3. Marco Teórico 

DEFINICION DE TERMINOS

• AIRE 

Se define como la mezcla de gases que envuelven la esfera terrestre 
formando la atmósfera y está compuesta de la manera siguiente: 

 78% de Nitrógeno 

 20% de Oxigeno 



 1.3% de Argón 

 0.05% de Helio, hidrogeno, dióxido de carbono, etc. y cantidades 
variables de agua y polvo. 

• PESO ESPECÍFICO 

Es el peso por unidad de volumen. Para el aire es 1.293 kg/m3 a 0ºC y 
1 atmósfera de presión.

• VOLUMEN ESPECÍFICO

 Es el volumen por unidad de peso. Para el aire es 0.773 m3/Kg a 0ºC 
y 1 atmósfera de presión.

• PRESIÓN 

Es la fuerza aplicada por unidad de superficie. Es el cociente entre la 
fuerza y la superficie que recibe su acción:

                                                                 P = F/S

• PRINCIPIO DE PASCAL

  La   presión   ejercida   en   un   fluido   encerrado   en   un   recipiente   se 
transmite con igual intensidad en todas las direcciones como lo indica 
la figura                               

                                                            P=P1=P2=P3



 Fig. 1 Principio de Pascal.

• ATMÓSFERA 

Es la presión de una columna de mercurio de 760 mm de altura a nivel 
del mar cuyo valor es 1.033Kg/cm2.

• PRESIÓN

 El resultado de dividir toda la fuerza ejercida sobre los elementos de 
una superficie entre dicha superficie, da como resultado la presión. La 
diferencia entre la presión absoluta y la atmosférica que es la que se 
utiliza en los diversos cálculos y se la mide mediante manómetros se 
la conoce como presión relativa.

• CALOR 



Es la manifestación de la energía que provoca algunas variaciones en 
las propiedades  físicas de  los  cuerpos.  El  calor  pasa de un cuerpo 
caliente a otro frío hasta que ambos adquieren la misma temperatura. 

• TEMPERATURA 

El aumento de la temperatura la produce el calor.

El funcionamiento del  “BANCO DE PRUEBAS DE NEUMATICA”,  se 
basa en la utilización del aire comprimido por lo que se hace necesario 
conocer   algunas   generalidades   sobre   sus   aplicaciones   técnicas, 
movimientos y procesos.

Aunque  el  aire   comprimido  es  una  de   las   formas  de  energía  más 
antiguas   que   conoce   el   hambre   y   aprovecha   para   reforzar   sus 
recursos físicos, no fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron 
a   investigarse   sistemáticamente   su   comportamiento   y   sus   reglas. 
Únicamente podemos hablar de una verdadera aplicación industrial de 
la   neumática   en   los   procesos   de   fabricación   desde   el   año   1950 
aproximadamente.

La irrupción verdadera y generalizada de la neumática en la industria 
no se inició, sin embargo, hasta que llego a hacerse más importante la 
exigencia de una automatización y racionalización en los procesos de 
trabajo. 

En la actualidad, ya no se concibe una moderna explicación industrial 
sin el aire comprimido. Motivo por el que en los ramos industriales más 
variados se utilicen aparatos neumáticos.



 Ventajas de la Neumática   

• El aire es de fácil captación y abunda en la tierra.

• El  aire  no  posee  propiedades  explosivas,  por   lo  que  no 
existen riesgos de incendio en ambientes peligrosos.

• La   aplicación   de   los   diferentes   elementos   de   mando   y 
transmisión resulta sencilla.

• El trabajo con aire no daña los componentes de un circuito 
por efecto de golpes de ariete.

• Las  sobrecargas  no  constituyen  situaciones  peligrosas  o 
que dañen los equipos en forma permanente.

• Puede   ser   almacenado   y   transportado   fácilmente   en 
depósitos.

• Energía limpia, en caso de fugas no perjudica el ambiente 
circundante.

• Cambios instantáneos de sentido.

 Desventajas de la Neumática   

• El aire comprimido debe ser tratado antes de su utilización, 
eliminando humedad y partículas.

• En circuitos muy extensos se producen perdidas de cargas 
considerables.

• Altos  niveles  de   ruido  por   la  descarga  del  aire  hacia   la 
atmosfera.



La Neumática y la Electroneumatica son disciplinas fundamentales de 
la técnica de automatización. Requisito para una aplicación optima y 
un mantenimiento técnico especial de estos sistemas es la presencia 
de personal calificado con conocimientos y manualidades tecnológicas 
muy  amplias.  Con   los  sistemas  de  enseñanza  desarrollados  por   la 
Corporación   Universitaria   Minuto   de   Dios   para   la   Neumática   y   la 
Electroneumatica   es   posible   adquirir   estos   conocimientos   y 
manualidades en una forma práctica y activa.

Dependiendo  de   las  diferentes  exigencias  y  metas  didácticas  y   las 
condiciones de espacio se ofrece ya sea un sistema de paneles de 
experimentación, un sistema de módulos de experimentación. 

La serie de ejercicios de electroneumatica se basa en las aplicaciones 
de controles por relés. Estos sistemas son de muy amplia aplicación 
industrial y hace una posible y una iniciación clara en los fundamentos 
de   la   técnica   de   control   electrónico.   Por   cual,   es   metódicamente 
conveniente basarse en los conocimientos básicos y seguros antes de 
iniciar con los ejercicios de PLC (Control Lógico Programable).

          2.3.3. Definición de Términos Básicos

          a. Actuadores

El   trabajo   realizado  por  un  actuador  neumático  puede  ser   lineal  o 
rotativo. El movimiento lineal se obtiene por cilindros de embolo (estos 
también proporcionan movimiento rotativo con variedad de ángulos por 



medio de actuadores del tipo piñón­cremallera). También encontramos 
actuadores neumáticos e incluso alguna transformación mecánica de 
movimiento que lo hace parecer de un tipo especial. 

Fig. 2 Clasificacion generica de actuadores.

A   continuación,   se   detallan   algunos   de   los   actuadores   más 
característicos:

 Actuadores Lineales

Los   cilindros   neumáticos   independientemente   de   su   forma 
constructiva   representan   los  actuadores  más comunes  que  se 
utilizan   en   los   circuitos   neumáticos.   Existen   dos   tipos   de   los 
cuales derivan construcciones especiales.

• Cilindros de simple efecto,  con una entrada de aire para 
producir una carrera de trabajo en un sentido.



• Cilindros de doble efecto,  con dos entradas de aire para 
producir carreras de trabajo de salida y retroceso. 

 Cilindros de simple efecto

Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo solo un sentido. 
El embolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por 
algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, 
etc.  Puede  ser   de   tipo   “normalmente  dentro”   ó   “normalmente 
fuera”.

Los cilindros de simple efecto se utilizan para ejecutar, marcar, 
expulsar, etc. Tienen un consumo de aire algo más bajo que un 
cilindro de doble efecto de igual tamaño. Sin embargo, hay una 
reducción de impulso debida a la fuerza contraria del resorte, así 
que puede ser necesario un diámetro interno algo más grande 
para conseguir  una misma fuerza.  También   la adecuación  del 
resorte tiene como consecuencia una longitud global más larga y 
una longitud de carrera limitada, debido a un espacio muerto.

Fig. 3 Cilindro de simple efecto “dentro”.



La variedad constructiva de los cilindros de simple efecto es muy 
importante, pero todos ellos representan la misma mecánica de 
trabajo.  Se muestra:

 

Fig. 4 Simple efecto 
“tradicional”.       

Fig. 5 Simple efecto con 
guiado y Camisa plana.

 Cilindros de doble efecto

Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su 
carrera   de   avance   como   la   de   retroceso   por   acción   del   aire 
comprimido. Su denominación se debe a que emplean las dos 



caras  del  embolo   (aire  en  ambas  cámaras),  por   lo  que  estos 
componentes si que pueden realizar trabajo en ambos sentidos.

Sus componentes   internos son prácticamente   iguales a  los de 
simple   efecto,   con   pequeñas   variaciones   en   su   construcción. 
Algunas   de   las   mas   notables   las   encontramos   en   la   culata 
anterior,  que ahora ha de tener un orificio roscado para poder 
realizar   la   inyección  de aire  comprimido   (en   la  disposición  de 
simple efecto este orificio no suele prestarse a ser conexionado, 
siendo   su   función   la   comunicación   con   la   atmosfera   con   la 
atmosfera con el fin que no se produzcan contrapresiones en el 
interior de la cámara).

Fig. 6 Cilindro de doble efecto.

El perfil de las juntas dinamicas tambien variara debido a que se 
requiere la estanqueidad entre ambas camaras, algo innecesario 
en la disposicion de simple efecto.



El campo de aplicación de los cilindros de doble efecto es mucho 
mas   extenso   que   los   de   simple,   incluso   no   es   necesaria   la 
realizacion  de esfuerzo  en  ambos  sentidos.  Esto  es  debido  a 
que, por norma general (en funcion del tipo de valvula empleada 
para el control), los cilindros de doble efecto siempre tinen aire 
en   una   de   sus   dos   camaras,   por   lo   que   se   asegura   el 
posicionamiento.

Para   poder   realizar   un   determinado   movimiento   (avance   o 
retroceso) en un actuador de doble efecto, es preciso que entre 
las camaras exista una diferencia de presion. Por norma general, 
cuando una de las camaras recibe aire a presion,   la otra esta 
comunicada   con   la   atmosfera,   y   viceversa.   Este   proceso   de 
conmutacion de aire entre camaras nos ha de preocupar poco, 
(disposiciones de 4 ó 5 vias con 2 ó 3 posiciones).

En definitiva,  podemos  afirmar  que  los  actuadores   lineales  de 
doble efecto son los componentes mas habituales en el control 
neumatico. Esto es debido a:

 Se   tiene   la   posibilidad   de   realizar   trabajo   en   ambos 
sentidos (carreras de avance y retroceso).

 No   se   pierde   fuerza   en   el   accionamiento   debido   a   la 
inexistencia de muelle en oposicion.

 Para una misma longitud de cilindro,   la carrera en doble 
efecto es mayor que en disposicion de simple, al no existir 
volumen de alojamiento.



No debemos olvidar que estos actuadores consumen practicamente el 
doble   que   los   de   simple   efecto,   al   necesitar   inyeccion   de   aire 
comprimido   para   producir   tanto   la   carrera   de   avance   como   la   de 
retroceso.  Rambien  presentan  un  pequeño  desfase  entre   fuerzas  y 
velocidades en las carreras, aspecto que se detalla a continuacion.

 DESFASE FUERZA / VELOCIDAD

En los  actuadores  de doble  efecto,  se produce  un desfase entre  la 
fuerza provocada a la salida y a la entrada del vastago, y lo mismo 
ocurre con la velocidad. Este efecto se debe a la diferencia que hay 
entre los volumenes de las camaras formadas (en consecuencia, del 
volumen ocupado por el vastago del cilindro).

Cuando aplicamos aire en la camara que fuerza la salida del vastago, 
este actua sobre una superficie conocida,  que denominamos A1. Es 
conocido que el valor de la fuerza provocada responde a la formula:

                                                 F = P * A

Asi pues, para calcular el valor de la fuerza de salida, realizariamos la 
siguiente operación:

                                    F salida = P * A1 resultando un valor F1 

Para el calculo de la fuerza provocada en el retroceso, aplicariamos la 
misma formula y el valor de presion, pero deberemos tener en cuenta 
que el area sobre el cual se aplica ya no es A1, sino A1 menos area 
del vastago (ya que esta no es efectiva). 



Fig. 7 Diferencia entre las secciones efectivas de un cilindro.

Con esto tenemos que:

                                           F retorno = P *A2, resultando un valor F2

Como podemos deducir, a igualdad de valor de presion, y debido a la 
desigualdad de areas,  el valor de la fuerza de salida (F1) es mayor 
que el valor de la fuerza de retroceso (F2).

Este mismo efecto es aplicable a la velocidad para el vastago, ya que 
si el volumen de la camara de retorno es menor para una igualdad de 
caudal le costara menos llenarse, y por ello la velociadad de retorno 
sera mayor.

En consecuencia poddemos afirmar que en los actuadores de doble 
efecto, para igualdad de presion y caudal:

 La velocidad de retorno es mayor que la de avance.

 La fuerza provocada a la salia es mayor que la fuerza de retorno.

                            F salida > F retorno ; V retorno > Vsalida



Fig. 8 Cilindro Doble efecto convencional.

Un cilindro de doble efecto convencional presenta desfases de fuerza 
y velocidad.  Este efecto puede ser corregido mecanicamente o bien 
por automatismo.

Los   desfases   coentados   puden   corregirse   facilmente   mediante 
utilizacion de cilindros de doble vastago. Estos disponen de vastago a 
ambos   lados   del   embolo,   consiguiendo   asi   igualdad   de   fuerzas   y 
velocidades   en   las   carreras   (perdida   de   fuerza   y   aumento   de   la 
velocidad para cilindros de igual tamaño).

 AMORTIGUAMIENTO

En los accionamientos neumaticos que son ejecutados a velocidades 
importantes   y   la   masa   trasladada   es   representativa,   se   producen 
impactos  del  embolo contra  la camisa que liberan gran cantidad de 



energia y tiende a dañar el cilindro. En esto casos, es evidente que la 
regulacion de velocidad alargaria la vida del componente pero al ismo 
tiempo restaria eficacia al sistema.

Como   solucion,   se   presentan   los   actuadores   con   amortiguacion 
interna.   Estosdisponen   de   unos   casquillos   de   amortiguacion 
concebidos para ser alojados en las propias culatas del cilindro. Como 
particularidad, se observa que se dispone de forma integrada de unos 
pequeños reguladores de cuadal de carácter unidireccional.

Cuando el cilindro empieza a mover, el aire puede fluir por el interior 
del alojamiento de la culata y por el regulador. En estos momentos, la 
velocidad desarrollada es la nominal.

Fig. 9 Cilindro con amortiguacion en finales de carrera (detalle I).

Cuando   el   casquillo   de   recrecimiento   entra   en   contacto   con   el 
alojamiento, se obtura el punto de fuga mas importante y el poco aire 
que todavia queda en el interior del cilindro, se ve obligado a escapar 
a  traves  del   regulador  de caudal.  En consecuencia,  se ontiene una 



regulacion   de   velocidad   en   los   ultimos   milimetros   de   carrera   del 
cilindro.

Fig. 10 Cilindro con amortiguacion en finales de carrera (detalle II).

La   obsturacion,   genera   una   contrapresion   enla   camara   opuesta, 
originandose de este modo la regulacion de velocidad.

Cuando se invierte el movimiento, el aire puede circular a traves ddel 
interior  del alojamiento del casquillo y tambien por el antirretorno,  lo 
cual hace el sistema tenga funcion unidireccional.

Fig. 11 Cilindro con amotiguacion en finales de carrera (detalle III).



Los   amortiguadores   neumaticos   no   son   propios   de   los   cilindros 
clasicos  sino  de  practicamente   la   totalidad  de  actuadores.  De  este 
modo   encontramos   unidades   convencionales,   unidades   de   doble 
vastago,  unidades sin vastago e  incluso actuadores de giro limitado 
que incorporan el recurso en sus mecanicas.

SIMBOLOGIA DE NEUMATICA UTILIZADA EN VALVULAS

Para representar   las valvulas  distribuidoras en los esquemas de los 
circuitos se utilizan simbolos. El simbolo indica graficamente el numero 
de vias  de entrada  y de salida,   las  posiciones  que pueden  tener  y 
como   se   realiza   su   accionamiento:   de   forma   manual,   electrica, 
neumatica,   etc.   Las   posiciones   de   las   valvulas   distribuidoras   se 
representan   por   medio   de   cuadros:   2   cuadros   corresponden   a   2 
posiciones, 3 cuadros corresponden a 3 posiciones.

Fig. 12 Simbologia utilizada en valvulas neumaticas.



El   funcionamiento   y   el   paso   de   fluido   se   representan 
esquemáticamente   en   el   interior   de   los   cuadros   mediante   líneas, 
flechas,   puntos,   etc.   Las   siguientes   tablas   resumen   la   simbología 
utilizada para las válvulas. 

Fig. 13 Tipos de accionamiento en válvulas neumáticas.

FUNDAMENTOS DE NEUMATICA

Un circuito básico de neumática está formado por los siguientes 
componentes:

• Compresor
• Calderin o tanque de almacenamiento
• Canalizadores
• Unidad de mantenimiento
• Enchufe rápido o toma de presión
• Manguera o enchufe rápido



• Actuador (motor, cilindro, pistola de soplado).

PRODUCCION DE AIRE COMPRIMIDO

 Compresores

Son los encargados de generar aire comprimido, cuya misión consiste 
en   conseguir   la   presión   de   aire   conveniente   para   accionar   los 
elementos neumáticos.  Las características principales del  compresor 
son:

• El caudal que es capaz de proporcionar en el circuito. Su unidad 
de medida es el metro cubico por hora (m3/h).

• La presión máxima pueden conectarse en los circuitos y realizar 
su misión del siguiente modo:
Alimentación directamente el circuito neumático y aumentando la 
presión  en  la  salida  del  aire   (turbocompresor).  De  esta   forma 
trabajan con bajas presiones (0,5 a 2 bares) y de forma continua; 
el compresor no para de girar.

• Almacenando el aire comprimido en recipientes o acumuladores, 
llamados   calderines   o   tanque   de   reserva,   desde   los   que 
abastece al circuito. El compresor trabaja con presiones medias 
y altas (6 a 12 bares) de forma internamente y se para al llegar a 
la presión de tarado. Una vez que llega a la presión de conexión 
del presostato vuelve a conectarse.

• Los compresores son máquinas que necesitan ser accionadas o 
movidas por una fuerza externa. Según el tipo de compresor y su 
colocación dispone de los siguientes accionamientos:



Correas trapezoidales o poli­V y motores eléctricos conectados a la 
red a 220v. En el caso de compresores fijos o estacionarios.
• Un   motor   eléctrico   de   corriente   continúa   de   12   v.   En 

compresores empleados en los automóviles para la suspensión 
neumática.

      
  

Fig. 14 Compresor.

TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO 

Para su utilización deben eliminarse todas las impurezas en el aire, ya 
sea  antes  de  su  distribución  en   la   red  distribuidora  o  antes  de  su 
aplicación. Las impurezas que contiene el aire pueden ser: 

 Solidas:   Polvo   atmosférico   y   partículas   del   interior   de   la 
instalación.

 Liquidas: Agua y niebla de aceite.
 Gaseosa: Vapor de agua y de aceite.

Beneficios

• Aumenta la vida útil de los componentes neumáticos.
• Disminuye   la   frecuencia   y   el   tiempo   de   mantención   de   los 

sistemas neumáticos.
• Bajas caídas  d presión en  la red de aire,  que se  traducen en 

ahorro energético.
• Mejor calidad de los productos que están en contacto de alguna 

manera con el aire comprimido.



Todos   los   circuitos   neumáticos   disponen   de   un   sistema   para   la 
limpieza   y   secado   del   aire.   En   el   compresor   y   en   la   entrada   del 
calderin se colocan filtros y secados, y en las tomas de presión de las 
instalaciones   fijas   de   los   talleres   se   colocan   unidades   de 
mantenimiento que disponen de filtro, regulador y lubricador.

Fig. 15 Esquema del circuito de filtrado de aire.

SECADO DEL AIRE

El aire contiene agua en forma de vapor. Esta humedad puede llegar 
al interior de la red con el aire que aspira el compresor y oxidar los 
componentes de acero de los circuitos, provocando averías. Por ello 
es necesario  secar  bien el  aire antes de emplearlo.  La cantidad de 
agua depende de la humedad relativa y de  la temperatura  del  aire: 
cuanto más caliente  este el  aire,  mayor  cantidad de vapor  de agua 
tiene.

Secado por absorción

Se realiza con un producto higroscópico que absorbe la humedad del 
aire.  El  producto  absorbente  se coloca  en un cartucho  recambiable 



formando una pieza que se conoce como secador  deshidratador.  El 
aire   comprimido   circula   por   el   secador   instalado   en   el   circuito   y 
secando el aire de la humedad, la cual queda retenida en el producto 
higroscópico. El secador dispone de un circuito interno que cada cierto 
tiempo invierte la circulación del aire y limpia el producto higroscópico 
de la humedad almacenada.

UNIDAD DE MANTENIMIENTO

La unidad de mantenimiento se forma con los tres componentes en el 
orden siguiente: filtro de partículas, regulador y lubricador. La unidad 
de mantenimiento realiza las funciones de os tres componentes que la 
forman:

• El filtro de partículas y agua limpia al aire de pequeñas gotas de 
agua y de componentes abrasivos.

•   El   regulador   regula   la  presión  de  salida  y   la   visualiza  en  el 
manómetro.

•  El lubricador pulveriza aceite en el circuito para lubricar el aire.

Fig. 16 Unidad de Mantenimiento.



FUENTE DE VOLTAJE

Es   un   dispositivo   que   convierte   la   tensión   alterna   de   la   red   de 
suministro,  en una o varias tensiones,  prácticamente continuas,  que 
alimentan   los   distintos   circuitos   del   aparato   electrónico   al   que   se 
conecta (ordenador, televisor, impresora, router, etc.). Las fuentes de 
alimentación,   para   dispositivos   electrónicos,   pueden   clasificarse 
básicamente  como fuentes  de alimentación  lineal  y conmutada.  Las 
lineales tienen un diseño relativamente simple, que puede llegar a ser 
más complejo en cuanto mayor es la corriente que deben suministrar, 
sin embargo su regulación de tensión es poco eficiente.  Una fuente 
conmutada, de la misma potencia que una lineal, será más pequeña y 
normalmente   más   eficiente   pero   será   más   complejo   y   por   es 
susceptible   a   averías.   .

La   fuente   se   compone   de   cuatro   bloques   principalmente: 
Transformador, Rectificador, Filtro y Regulador o Estabilizador.

Fig. 17 Fuente de voltaje.

Funcionamiento:



• El Transformador proporciona una tensión alterna senoidal, aumenta 
o disminuye la amplitud de una tensión alterna, mantiene la frecuencia.

• El Rectificador proporciona una señal pulsante, compuesta de una 
señal continua.

• El Filtro proporciona una señal continua, reduce el rizado de la 
tensión, aísla la componente alterna de la continua y asegura un 
comportamiento lineal.

• El Regulador tratan de mantener una tensión estable en la carga, con 
una realimentación negativa, que detecta variaciones de tensión de 
salida. En algunos casos suelen usarse Estabilizadores pero sus 
características de salida no suelen ser muy buenas.

VALVULAS

Las válvulas distribuyen, regulan y controlan la presión o el caudal del 
aire del circuito, es decir, todo el automatismo de funcionamiento del 
circuito.   Las   válvulas   se   colocan   entre   la   fuente   de   presión   y   los 
actuadores.  Según la misión que realicen en el  circuito   las válvulas 
pueden ser:

• Válvulas distribuidoras y de mando.
• Válvulas de bloqueo y conmutación.
• Válvulas de caudal y presión.
• Válvulas proporcionales.

PULSADORES



Los pulsadores son operadores por presión manual. El movimiento del 
embolo causa el contacto o su apertura, dependiendo si el conmutador 
esta normalmente abierto o cerrado.

Fig. 18 Pulsador de retención.

SOLENOIDES

Es una bobina eléctrica que actúa para transformar energía eléctrica 
en movimiento mecánico.  El término “solenoide” por lo general  hace 
referencia a una bobina que se utiliza para crear campos magnéticos 
cuando se los envuelve alrededor de un objeto o núcleo magnético. En 
términos   de   ingeniería,   el   solenoide   describe   mecanismos   de 
traducción que se utilizan para convertir energía en movimiento. Las 
válvulas de solenoide se controlan mediante la acción del solenoide y 
por   lo   general   regulan   en   flujo   de   agua   o   aire   actuando   como 
interruptor.   Si   el   solenoide   esta   activo   (con   corriente   aplicada),   la 
válvula se abre. Si el solenoide está inactivo (sin corriente), la válvula 
queda cerrada.
La acción del solenoide neumático se controla mediante el uso de la 
fuerza neumática. La apertura o el cierre de una válvula se denominan 
“estado cambiante”.



Fig. 19 Solenoides eléctricos.

El término “acción neumática” hace referencia a la activación de una 
válvula  mediante  el  uso  de aire  comprimido  (gas).  En un momento 
determinado   de   un   proceso   industrial   o   fabricación,   se   libera   aire 
comprimido   y   esto   hace   que   la   válvula   se   abra   o   se   cierre.  La 
combinación   de   solenoides   con   la   fuerza   neumática   tiene   dos 
aspectos.   En   los   procesos   neumáticos   se   utilizan   válvulas   de 
solenoide,  y se emplea una combinación de válvulas de solenoide y 
válvulas   neumáticas.   La   válvula   combinada   se   denomina   "válvula 
piloteada". La válvula neumática, de menor tamaño, activa la válvula 
de solenoide, de mayor tamaño. La válvula neumática puede funcionar 
como   un   cilindro   de   aire   contenido   en   una   válvula   principal.   Las 
válvulas   de   solenoide   neumático   también   se   denominan   "válvulas 
piloto de aire comprimido".

RELES

Dispositivo   diseñado   para   producir   cambios   predeterminados   o 
repentinos   en   uno   o   más   circuitos   eléctricos   de   salida   cuando   se 
cumplen con ciertas condiciones en los circuitos eléctricos de entrada 
que  controlan  el   dispositivo,   en   términos  generales  un   relé,   es  un 
sistema   mediante   el   cual   se   puede   controlar   una   potencia   mucho 



mayor con un consumo de potencia muy reducido. Entre los tipos de 
relés tenemos:

• Relés Electromecánicos.
• Relés de estado sólido.

Fig. 20 Relés de estado sólido.

CONDUCTORES

Un conductor eléctrico es aquel material que ofrece poca resistencia al 
flujo  de  electricidad.  Todas   las  sustancias  conducen  electricidad  en 
mayor  o menor  medida.  Un buen conductor  de electricidad como la 
plata o el cobre, puede tener una conectividad mil millones de veces 
superior a la de un buen aislante, como el vidrio o la mica.

AUTOMATAS PROGRAMABLES

A finales de los 1960 se introdujeron por primera vez los PLC’s.  La 
razón principal para diseñar un dispositivo como el PLC fue reducir los 
altos   costos  que   involucraban  el   reemplazar   los   sistemas  base  de 
retardo,  en el  control  de las máquinas.  Bedford Associates  (Bedford 
MA),   propuso   algo   llamado   a   un   Controlador   Modular   Digital 
(MODICON)  a u fabricante automotriz  en los Estados Unidos.  Otras 



compañías   de   aquel   tiempo   proponían   esquemas   basados   en   las 
computadoras, uno de los cuales fue nombrado PDP­8. El MODICON 
084 fue el primer PLC comercial del mundo.

Se entiende  por  Controlador  Lógico  Programable  (PLC)  o autómata 
programable, a toda máquina electrónica, diseñada para controlar en 
tiempo real y en medio industrial procesos secuenciales. Su manejo y 
programación   pueden   ser   realizados   por   personal   eléctrico   o 
electrónico sin conocimientos informáticos.
Realiza funciones lógicas: serie, paralelos, temporizaciones, contajes y 
otras funciones más potentes como cálculos, regulaciones etc.

Fig. 21 PLC Logo, Siemens.

Partes de los PLC’s.

La estructura básica de cualquier autómata es la siguiente:
• Fuente de alimentación.
• CPU.
• Módulo de entrada.
• Módulo de salida.
• Terminal de programación.
• Periféricos.



Lenguajes de Programación

Cuando   surgieron   los   autómatas   programables,   lo   hicieron   con   la 
necesidad de sustituir a los enormes cuadros de maniobra construidos 
con contactores y relés. Por lo tanto, la comunicación hombre­máquina 
debería   ser   similar   a   la   utilizada   hasta   ese   momento.   El   lenguaje 
usado, debería ser interpretado, con facilidad, por los mismos técnicos 
electricistas que anteriormente estaban en contacto con la instalación. 
Los lenguajes más significativos son:

• Lenguaje de contactos (Escalera o KOP).
• Lenguaje por lista de instrucciones (AWL Booleano).
• Grafcet o Secuencial.
• Plano de funciones (FUP).



CONCLUSIONES

Del trabajo que se ha realizado se puede concluir lo siguiente:

La información de Neumática y Electroneumatica existente en el país 
es   abundante,   pero   se   refiere   a   sistemas   que   manejan   caudales 
grandes y estos parámetros no son congruentes al momento que se 



quiere diseñar sistemas a escala o didácticos como lo presenta este 
documento.

Se   ha   podido   comprobar   la   importancia   de   la   importancia   de   la 
Automatización  Neumática  dentro  de   las   industrias  en  general  y  el 
auge que está tomando este concepto en el medio.

En la actualidad dentro de la formación de los profesionales en la gran 
mayoría de las Universidades del país, la enseñanza no está enfocada 
al lado técnico de las diferentes carreras sino al conocimiento teórico 
de los de los diferentes fenómenos,  que si bien es importante,  pero 
debe ser complementado con las prácticas respectivas.

En la actualidad la Neumática pura está tendiendo a ser obsoleta, por 
el desarrollo tecnológico y la incorporación de elementos electrónicos 
a estos circuitos.

La obtención de elementos Electroneumaticos en el medio es bastante 
accesible,   lo cual  nos indica la popularidad de estos sistemas en la 
industria Colombiana.



DIAGRAMA DE FLUJO

                                              

Fig. 17 Diagrama de bloques Banco de pruebas.

PROYECTO DE PROYECTO DE 
INVESTIGACIONINVESTIGACION

CODIGO FUENTEFUENTE

AJUSTE E AJUSTE E 
INCLINACION PARA INCLINACION PARA 
EFECTOS EN LOS EFECTOS EN LOS 

CILINDROSCILINDROS

PROGRAMACION DEL PROGRAMACION DEL 
MICROCONTROLADOR MICROCONTROLADOR 
Y DESARROLLO FISICO Y DESARROLLO FISICO 

EN EL BANCO DE EN EL BANCO DE 
PRUEBASPRUEBAS



BIBLIOGRAFIA

• Antonio Creus; (año); Instrumentación industrial; (edición); (ciudad).
• Cerrano Nicolás; (año); Neumática; (edicion); (ciudad).
• Schneider Electric; (año); Aplicaciones y compuestos; (edicion); (ciudad).
• Aplicaciones de la Neumática en la Industria Festo.
• Manual electrotécnico Telesquemario Telemecanique.



ANEXOS

Banco de pruebas para neumática

1) Identificar los componentes del tablero los cuales están 
marcados (numeración)

2) Verificar que la unidad de mantenimiento este en perfecto estado 
3) Bornera (alimentación)
4) PLC (programación)
5) Relevos (protección hasta 5 A)
6) Solenoides (entrada por A salida por B)
7) Cilindros 
8) Pulsadores (operación manual)
9) El banco debe recibir una alimentación de 24 voltios en DC.
10) Se debe programar el PLC para seguir una rutina previamente 
establecida, la cual el estudiante deberá simular en LOGOSOF.
11) Sincronizar las rutinas manualmente utilizando los pulsadores 
de retención.
12) Los movimientos de los cilindros dependerán de la presión de 
aire (100 a 150 psi) y rutinas programadas.



SECUENCIA 1

SECUENCIA 2



SECUENCIA 3

SECUENCIA 4



SECUENCIA 5