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Actuadores Electromecánicos Vs Neumáticos

¿Que es mejor utilizar en el diseño de una máquina actuadores neumáticos o electromecánicos?

Actuadores Electromecánicos Vs Neumáticos

Con el paso del tiempo, y con las mejoras tecnológicas, Mecánica Moderna invita a cuestionar la opción clásica de utilizar actuadores neumáticos y propone con el producto Exlar la opción de usar actuadores electromecánicos, para los diseños de nuevos sistemas y máquinas.

En el diseño de máquinas y sistemas industriales, hay numerosas áreas en las que los ingenieros deben tomar decisiones acerca del uso de dispositivos electrónicos o neumáticos. Desde el punto de vista de “Decisiones de diseño”, Mecánica Moderna como proveedor de dispositivos electromecánicos expone las ventajas de los actuadores electromecánicos frente a los neumáticos.

En Mecánica Moderna creemos que los requerimientos de diseño para el manejo de múltiples posiciones, con niveles más altos de precisión y flexibilidad de cambio, están entre las ventajas clave ofrecidas por una solución electromecánica frente la neumática tradicional en muchos diseños de aplicaciones.

Otro factor relevante a favor de los equipos electromecánicos, es el elevado coste operativo de los productos neumáticos. El ahorro que proporciona el sistema con actuadores electromecánicos frente al mismo sistema con actuadores neumáticos, se nos muestra de forma evidente cuando se compara directamente los costes directos de consumo de energía. Para ilustrarlo, utilizaremos un ejemplo facilitado por Exlar (correspondiente al mercado de EEUU), donde se establece la comparativa en un movimiento horizontal punto a punto de 15 pulgadas (1 pulgada=25,4 mm) de recorrido y 30 libras (1 libra=0,4536 Kg) de peso de herramienta, con 30 ciclos por minuto y con un 50% del ciclo en carga (50% ED).

Con un cilindro electromecánico, el tiempo de recorrido de 0,5 segundos se puede alcanzar usando un modelo de movimiento de 0,1 segundos de aceleración, 0,3 segundos a velocidad constante y 0,1 segundo en desaceleración. La máxima velocidad de este modelo es 37,5 pulgadas por segundo. Con la eficiencia de un sistema eléctrico, la potencia requerida por el actuador electromecánico para conseguir este funcionamiento tiene un coste de energía, a $0,07 por kwh, de aproximadamente $165 por año.

Usando un cilindro neumático con una carga de 35 libras y la máxima velocidad requerida de 37,5 pulgadas/segundo, un cilindro neumático de dos pulgadas de diámetro se utiliza con una presión de aire de 85 psi. El volumen del cilindro en combinación con la frecuencia de ciclo, a 85 psi, nos da como reultado un consumo equivalente de $1.000. Por lo tanto, la energía para operar con el cilindro eléctrico es de sólo el 15% del coste del cilindro neumático.

 

Otras Consideraciones – El Coste Real del Aire

Además de los costes operativos, otra ventaja de los cilindros electromecánicos respecto a los neumáticos, es el coste de energía desperdiciado en las fugas de aire. La gráfica de debajo muestra hasta $9.000 perdidos por año con una simple fuga de ¼ de pulgada.

Coste anual en dólares de una fuga de aire emanando de varias aperturas dimensionadas (Fuente: Exlar)

 

Coste Instalado

Cuando se compara el coste instalado a lo largo del tiempo, la componente que corresponde a la de diferencia de coste entre un sistema eléctrico y neumático, se recupera a través del ahorro de energía en tan solo 5 meses en un sistema tipo. El ahorro aproximado de costes de energía en los subsiguientes meses se muestra en la gráfica posterior.

Comparativa de ahorro de energía entre sistemas electromecánicos y neumáticos, respecto distintos períodos de tiempo.(Fuente Exlar)

Desde 2004 hasta 2007 el precio por kwh para consumidores industriales de gran escala, se incrementó en Estados Unidos un 40% y los indicadores apuntan a que en 2014 se habrán doblado los precios respecto al 2007. Esta es otra fuerza mayor que deriva a los constructores de maquinaria a usar preferentemente las soluciones electromecánicas.

Finalmente podríamos afirmar que los equipos electromecánicos se pueden considerar también verdes (ecológicos) en tanto en cuanto contribuyen a la reducción global de CO2. En Estados Unidos con el 85% de consumo de energía de origen fósil, estudios realizados por grupos como Fraunhofer Institute indican que las emisiones de CO2 procedentes de las centrales térmicas de combustibles fósiles pueden llegar a ser 33 veces menor cuando alimentan soluciones electromecánicas en lugar de neumáticas.

Mecánica Moderna, con muchos años de experiencia en la aplicación de sistemas electromecánicos Exlar, contribuye día a día a dar soluciones más eficientes, con menores costes energéticos, que contribuyen por tanto a reducir las emisiones de C02 a la atmósfera, aspecto clave para frenar el cambio climático de nuestro planeta.

MECANICA MODERNA

www.mecmod.com

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