FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL Informe de investigación Electroneumática Docente: Ing. Danilo Paredes Corcuera Grupo 01 Alumno: Gamarra Noli Michael Paul Trujillo – 2024 Índice I. INTRODUCCION ...................................................................................................................... 2 II. FUNDAMENTOS DE LA ELECTRONEUMATICA ............................................................. 3 III. LINEA DE TIEMPO – EVOLUCION DE LA ELECTRONEUMATICA ............................. 6 IV. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 9 V. REFERENCIAS ...................................................................................................................... 10 I. INTRODUCCION En la actualidad donde las empresas buscan minimizar costos, tiempos y maximizar la eficiencia de sus procesos, la electroneumática juega un papel relevante en el logro de los objetivos de las empresas que aplican esta ventaja tecnológica. Siendo una rama de la ingeniería que combina dos tecnologías: la neumática, donde se utiliza aire comprimido para controlar y transmitir energía, y la eléctrica, que utiliza corriente eléctrica para el mismo fin. Esta integración permite un control más preciso y eficiente de los sistemas automatizados, favoreciendo la alta productividad y la flexibilidad en diversas aplicaciones industriales. En un mundo donde la automatización y la eficiencia son fundamentales, la electroneumática se convierte en un aliado tecnológico que permite marcar la diferencia en el manejo de algunos procesos entre las diferentes industrias, ya que facilita la implementación de sistemas que requieren movimientos rápidos y precisos, al tiempo que reduce el consumo energético en comparación con los sistemas completamente eléctricos o neumáticos. Además, el uso de válvulas eléctricas, actuadores y sensores en estos sistemas proporciona un nivel adicional de control y monitoreo. El avance de la tecnología digital ha llevado a un desarrollo significativo en la electroneumática. La incorporación de controladores programables y sistemas de monitorización en tiempo real permite optimizar el desempeño de las máquinas y procesos, haciendo que las fábricas sean más inteligentes y adaptativas ante las demandas del mercado. Este informe se centrará en los principios fundamentales de la electroneumática, sus componentes principales, y el impacto que tiene en la automatización industrial moderna, ofreciendo alcances de su evolución y su influencia en el futuro de la ingeniería y la producción. II. FUNDAMENTOS DE LA ELECTRONEUMATICA Para comprender a fondo la electroneumática, es necesario tener conocimientos básicos de los conceptos de: Neumática: La neumática es una rama de la mecánica que se enfoca en el uso del aire comprimido para transmitir energía y mover mecanismos y máquinas (Sol, n.d.). Esta tecnología se utiliza en una variedad de aplicaciones industriales, como en sistemas de automatización, herramientas neumáticas, y sistemas de control. Algunos componentes clave de los sistemas neumáticos incluyen compresores, válvulas, cilindros y actuadores. La neumática es valorada por su capacidad de generar movimientos rápidos y precisos, así como por su seguridad y limpieza en comparación con otros sistemas de energía (Al, n.d.). Abarcando el funcionamiento de los componentes neumáticos, cálculo de fuerzas y movimientos. Electrónica: La electrónica es la rama de la física e ingeniería que estudia el comportamiento y aplicación de los electrones. Es decir, se enfoca en cómo controlar y utilizar el flujo de electrones para crear dispositivos y sistemas que realizan diversas funciones (Dussel, 1999). Algunos componentes clave de la electrónica incluyen circuitos eléctricos, sensores, actuadores, controladores. Automatización: Es el uso de tecnología para realizar tareas de forma automática, reduciendo o eliminando la intervención humana. Esto se logra mediante la implementación de sistemas y procesos controlados por computadoras. Algunos elementos claves de la automatización incluyen la lógica de control, diagramas de flujo, programación de PLC. Como podemos apreciar esta rama de la ingeniería combina los principios de la electrónica y la neumática para controlar y automatizar sistemas y procesos industriales, utilizando señales eléctricas para manipular componentes neumáticos, como válvulas y cilindros, logrando así un control preciso y flexible de movimientos mecánicos. Entre los componentes básicos de un sistema electroneumático tenemos: Fuente de aire comprimido: Proporciona el aire necesario para accionar los componentes neumáticos. Válvulas electroneumáticas: Controlan el flujo de aire comprimido hacia los actuadores neumáticos. Son accionadas por señales eléctricas. Actuadores neumáticos: Transforman la energía del aire comprimido en movimiento mecánico. Los más comunes son los cilindros. Sensores: Detectan diferentes variables del proceso, como posición, presión, temperatura, etc., y envían señales eléctricas a un controlador. Controlador: Procesa las señales de los sensores y genera las señales de control para las válvulas electroneumáticas. Puede ser un PLC (Controlador Lógico Programable), un microcontrolador o un sistema de control más complejo. Así mismo debemos considerar algunos principios del funcionamiento de este tipo de sistemas como: La señal eléctrica: Un sensor detecta una condición o un valor de una variable en el proceso. El procesamiento de la señal: El controlador compara el valor medido con el valor deseado y genera una señal eléctrica de control. La activación de válvulas: La señal eléctrica activa la bobina de la válvula electroneumática, generando un campo magnético que desplaza una válvula interna. El flujo de aire: El desplazamiento de la válvula interna permite o bloquea el paso de aire comprimido hacia el actuador neumático. El movimiento mecánico: El actuador neumático se desplaza, realizando una acción específica en el proceso. Por otra parte entre las ventajas que nos proporciona la electroneumática, podemos considerar: Su precisión: Control preciso de movimientos y fuerzas. Su fiabilidad: Componentes robustos y duraderos. Su seguridad: Aire comprimido como medio de trabajo, lo que reduce riesgos de incendio o explosión. Su bajo costo: Componentes neumáticos relativamente económicos. A continuación detallamos alguna de las aplicaciones más comunes para este tipo de sistema, como son en la automatización industrial, abarcando líneas de montaje; máquinas herramienta como robots industriales; sistemas de embalaje como la manipulación de cajas, palets, etc.; sistemas de control de procesos como el control de presión, temperatura, nivel, etc. por ultimo los actuadores en robótica, como los brazos robóticos, pinzas, etc. Ilustración 1 Fuente de Google Ilustración 2 Fuente de Google LINEA DE TIEMPO – EVOLUCION DE LA ELECTRONEUMATICA III. A continuación presentamos una línea de tiempo general sobre la evolución de la electroneumática. 1800s: 1800s: El desarrollo de la tecnología neumática comienza con la invención del compresor de aire. 1900s: ▪ Principios del siglo XX: Se desarrollan los primeros sistemas neumáticos para aplicaciones industriales, como la operación de máquinas herramienta. ▪ 1930s: Se introduce el uso de válvulas electromagnéticas para controlar el flujo de aire comprimido, marcando el inicio de la electroneumática. ▪ 1950s: La introducción de transistores y otros componentes electrónicos permite la creación de sistemas de control más sofisticados. ▪ 1960s-1970s: La electroneumática se consolida como una tecnología clave en la automatización industrial, con la introducción de sistemas de control programables (PLC). 2000s: ▪ 2000s: La integración de microprocesadores y sensores digitales permite la creación de sistemas electroneumáticos más inteligentes y flexibles. ▪ 2010s: La introducción de la Internet de las cosas (IoT) y la inteligencia artificial (IA) abre nuevas posibilidades para la electroneumática, permitiendo la creación de sistemas conectados y autónomos. En la actualidad: La electroneumática continúa evolucionando, con la incorporación de tecnologías como la robótica colaborativa y la impresión 3D, lo que permite la creación de sistemas más eficientes, personalizados y sostenibles. Ilustración 3 Creado por el Investigador Impacto No hay duda que la electroneumática ha revolucionado la automatización industrial moderna, permitiendo un control preciso y eficiente de los sistemas que combinan componentes eléctricos y neumáticos. Este enfoque mixto aprovecha la rapidez de los sistemas neumáticos junto con la precisión del control eléctrico, lo que resulta en procesos industriales más rápidos y confiables. Según (Investigaci, 2018),”la electroneumática ha optimizado el rendimiento de las líneas de producción al reducir los tiempos de respuesta y mejorar la calidad de los productos, lo cual es esencial en industrias de alta demanda”. Este tipo de sistemas es especialmente valioso en industrias que requieren una producción continua y precisa, como la automotriz, la de alimentos y bebidas. Como podemos apreciar la electroneumática ha permitido una mayor integración en sistemas automatizados complejos, facilitando la incorporación de sensores y actuadores inteligentes. Esta integración permite que los sistemas respondan automáticamente a cambios en la producción, ajustándose de forma autónoma a las variaciones del proceso y mejorando la eficiencia energética. En este sentido (Ortega & Figueroa, 2022) argumenta que la incorporación de la electroneumática permite un alto grado de automatización y flexibilidad en los diferentes procesos industriales que puede ser implementada. Influencia La ventaja más significativa de la electroneumática es su contribución a la flexibilidad y eficiencia en la producción. Los sistemas electroneumáticos pueden adaptarse rápidamente a diferentes configuraciones de producción, lo que es crucial en un entorno de fabricación dinámico y en constante cambio. Esto no solo reduce el tiempo de inactividad y los costos operativos, sino que también permite a las empresas responder de manera más ágil a las demandas del mercado. En consecuencia, la electroneumática contribuye al desarrollo de la Industria 4.0, proporcionando soluciones que no solo mejoran la productividad, sino que también minimizan el impacto ambiental al optimizar el consumo de recursos, precisión y seguridad en los procesos industriales, así como eficiencia y adaptabilidad, posicionándose como una tecnología clave para el futuro de la ingeniería y la producción. IV. CONCLUSIONES La electroneumática se ha consolidado como una tecnología clave en la automatización industrial moderna, ofreciendo múltiples beneficios que impactan positivamente en la eficiencia y productividad de los procesos. A lo largo del informe, se han abordado diversos aspectos fundamentales que destacan su relevancia: ➢ Integración de Tecnologías: La combinación de sistemas neumáticos y eléctricos permite un control más preciso y eficiente. Esta sinergia no solo optimiza el rendimiento de las máquinas, sino que también facilita la implementación de soluciones adaptativas en entornos industriales cambiantes. ➢ Reducción de Costos y Tiempos: Contribuyendo a la minimización de costos operativos y tiempos de producción. Al utilizar aire comprimido y corriente eléctrica de manera conjunta, se logra un balance que mejora la eficiencia energética y reduce el desgaste de los componentes. ➢ Flexibilidad y Adaptabilidad: La capacidad de los sistemas electroneumáticos para realizar movimientos rápidos y precisos permite a las empresas adaptarse a las demandas del mercado. Esto es crucial en un entorno competitivo donde la rapidez en la producción puede marcar la diferencia. ➢ Avances Tecnológicos: La evolución de la tecnología digital ha impulsado el desarrollo de controladores programables y sistemas de monitoreo en tiempo real, lo que optimiza aún más el desempeño de los procesos industriales. Esto convierte a las fábricas en entornos más inteligentes y eficientes. ➢ Impacto en el Futuro de la Ingeniería: La electroneumática no solo representa una ventaja competitiva en la actualidad, sino que también se proyecta como un elemento fundamental en el futuro de la ingeniería y la producción. Su capacidad para integrar nuevas tecnologías y mejorar los procesos existentes la posiciona como un área de gran potencial de desarrollo. En definitiva, la electroneumática se presenta como un aliado indispensable para las empresas que buscan maximizar su eficiencia y adaptarse a las exigencias del mercado actual. Su implementación no solo mejora los procesos industriales, sino que también sienta las bases para un futuro más innovador y sostenible en la automatización. V. REFERENCIAS Al, B. (n.d.). Neumatica_Basica_Neumatica_Basica. Dussel, E. (1999). La subcontratación como proceso de aprendizaje: el caso de la electrónica en Jalisco (México) en la década de los noventa. In Electrónica de Potencia. Circuitos, Dispositivos y Aplicaciones: Vol. tercera ed (Issue convertidores cd-cd, p. 69). https://books.google.com.ec/books?hl=es&lr=&id=5OXh2vdmCRsC&oi=fnd&pg=PR1 9&dq=+electronica&ots=9spWvF2glz&sig=sXDAGDr81C6C393cD2EI7YMHyfg%5Cn http://dusselpeters.com/01.pdf Investigaci, V. D. E. (2018). T e s i s. Ortega, F., & Figueroa, Z. (2022). Desarrollo e implementación de un módulo interactivo para el desarrollo de procesos industriales enfocados a la Electroneumática mediante PLC S7-1500 y pantalla HMI. https://dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/23838/1/UPS-GT004089.pdf Sol, A. C. (n.d.). Neumática e hidráulica. 1–22.
