1.13. Red de comunicación neumática e hidráulica, armarios, conducciones

Introducción

Las redes de comunicación neumática e hidráulica son fundamentales en los sistemas industriales modernos, ya que permiten la transmisión eficiente de energía y señales entre los distintos componentes de una instalación. Su correcta disposición, elección de componentes y adecuación de conducciones aseguran el funcionamiento seguro y eficiente de máquinas y procesos automatizados, siguiendo los principios de la norma ISO 1219 (simbología) y las directrices de seguridad ISO 4413/4414.

Este tema aborda en detalle la arquitectura de las redes neumáticas e hidráulicas, los elementos que las componen (armarios, conducciones, válvulas) y los criterios de diseño para garantizar fiabilidad y mantenibilidad.

Redes de distribución neumática

En el caso de la distribución de aire comprimido, la red parte generalmente de un compresor central, cuya función es generar el aire a una presión adecuada (habitualmente entre 6 y 8 bar) para su uso en máquinas y equipos. El aire comprimido pasa por un sistema de tratamiento que suele incluir filtros (para eliminar partículas y humedad), secadores (refrigerativos o de adsorción) y reguladores de presión para asegurar la calidad y constancia del suministro. Desde aquí, el aire se distribuye a través de una red de tuberías hacia los puntos de consumo.

La disposición más habitual es la red en anillo, que rodea el área de producción y permite el suministro por ambos extremos, minimizando la caída de presión y asegurando la continuidad del servicio incluso si hay que realizar un mantenimiento en alguna parte de la red. Otras configuraciones son la red en circuito abierto (ramificada), más económica pero menos fiable, y la red mixta, que combina anillos y ramales.

Ejemplo práctico: En una planta de automoción con múltiples estaciones de montaje, se suele instalar una red en anillo de tubería de aluminio de 50 mm de diámetro, con bajadas a cada estación equipadas con llaves de corte, unidades FRL (Filtro-Regulador-Lubricador) individuales y purgas automáticas en los puntos bajos para evacuar condensados.

Redes de aceite hidráulico

Las redes de aceite hidráulico presentan características similares, aunque requieren consideraciones especiales debido a la viscosidad del fluido y la sensibilidad a la contaminación. El aceite hidráulico parte de un depósito y es impulsado por una bomba hidráulica (de engranajes, paletas o pistones), que genera la presión necesaria (típicamente de 50 a 350 bar). El fluido pasa a través de filtros de alta presión (de 10 a 3 micras) para eliminar partículas, y de ahí se distribuye mediante tuberías y mangueras de alta presión hasta los actuadores, como cilindros o motores hidráulicos.

En instalaciones complejas, se pueden emplear redes en anillo o ramificadas, pero siempre con especial atención a la estanqueidad (pérdidas de aceite) y facilidad de mantenimiento. Es fundamental instalar válvulas de alivio para limitar la presión máxima, así como acumuladores para amortiguar picos y almacenar energía.

Ejemplo práctico: En una prensa hidráulica de 200 toneladas, la red principal suele ser de tubería de acero sin soldadura (DIN 2391) con racores de 24° (tipo EO), mientras que las conexiones al cilindro se realizan con mangueras flexibles de alta presión (EN 856 4SP) para absorber vibraciones.

Armarios neumáticos e hidráulicos

Armarios neumáticos

Dentro de los armarios neumáticos, encontramos una serie de componentes esenciales para el control y protección de los sistemas. Suelen instalarse:

• Unidades FRL (Filtro, Regulador, Lubricador): Conjuntos que acondicionan el aire antes de su distribución a los equipos. El filtro retiene partículas y agua, el regulador estabiliza la presión y el lubricador añade niebla de aceite para proteger los componentes móviles.
• Electroválvulas: Permiten el control automático del flujo de aire, recibiendo señales eléctricas (24 Vcc, 110 Vca) para abrir o cerrar el paso. Pueden ser monoestables o biestables, con accionamiento directo o pilotado.
• Manómetros: Para visualizar la presión en distintos puntos (normalmente de 0 a 10 bar).
• Distribuidores (bloques de conexiones): Facilitan la conexión ordenada de las mangueras hacia los actuadores, evitando empalmes múltiples.

Armarios hidráulicos (centrales hidráulicas)

En los armarios hidráulicos, los componentes clave incluyen:

• Bombas hidráulicas: Pueden ser de engranajes (simples y económicas), paletas (bajo ruido) o pistones (alta presión y caudal variable).
• Válvulas de control de presión y caudal: Regulan la fuerza y velocidad de los actuadores. Por ejemplo, válvulas limitadoras de presión (seguridad), reductoras de presión, y válvulas reguladoras de caudal (estrangulamiento).
• Válvulas direccionales: Controlan el sentido del flujo del aceite (distribuidores 4/3, 4/2, etc.), accionadas manual, eléctrica o hidráulicamente.
• Filtros: De retorno, de presión o de aspiración, protegen el sistema de contaminación.
• Acumuladores: Almacenan energía bajo presión (tipo vejiga o pistón), compensan fugas y amortiguan golpes de ariete.
• Indicadores de nivel y presión: Permiten la supervisión visual del estado del sistema.

Conducciones, uniones y válvulas

Tipos de conducciones

• Tubos metálicos (acero, cobre, aluminio): Habituales en instalaciones fijas y de alta presión. El acero se usa en hidráulica (norma DIN 2391), el cobre en pequeñas instalaciones neumáticas y el aluminio por su ligereza y resistencia a la corrosión.
• Tuberías plásticas (poliamida PA, poliuretano PU): Usadas en neumática por su ligereza, flexibilidad y fácil montaje (hasta 10 bar). La poliamida es más rígida y resistente a la abrasión.
• Mangueras flexibles: Imprescindibles en zonas con movimiento o vibración. En hidráulica se refuerzan con trenzados metálicos (una o varias capas) para soportar altas presiones (hasta 400 bar). Normas EN 853, EN 856.

Uniones

• Racores rápidos (push-in): Permiten conexiones y desconexiones sencillas sin herramientas, muy usados en neumática para tubos plásticos.
• Conectores roscados: Proporcionan estanqueidad en instalaciones permanentes (roscas BSP, métricas).
• Abrazaderas y prensa-tubos: Aseguran la fijación de mangueras a los racores, evitando desprendimientos.

Válvulas

• Válvulas de bola y compuerta: Para cortes totales de flujo en tuberías.
• Válvulas de retención (check): Impiden el retorno del fluido.
• Válvulas reguladoras de presión: Estabilizan la presión aguas abajo (reductoras) o limitan la máxima (de seguridad).
• Válvulas de purga y desagüe: Eliminan condensados o aire atrapado en puntos bajos de la red.