Componentes neumáticos de seguridad: Aplicaciones clave y guía de cumplimiento

Con la introducción de sistemas automatizados, la construcción de máquinas se ha vuelto aún más compleja. Esto obligó a los diseñadores a dedicar más tiempo a implementar estándares de seguridad más nuevos. Un buen ejemplo es la revisión de la ISO 13849 en 2006, que significó que todos los fabricantes de máquinas ahora tenían que considerar componentes con clasificación de seguridad como parte de su proceso de diseño.

Un aspecto particular que debe tenerse en cuenta es la seguridad de los sistemas neumáticos. Estos sistemas se usan extensivamente en muchas industrias diferentes, por lo que es crucial asegurar que estén diseñados y construidos con la seguridad en mente.

Hay unos pocos componentes clave que deben incluirse en cualquier sistema neumático para garantizar su seguridad. En este artículo, repasaremos cinco de ellos.

Cinco funciones clave de seguridad en un sistema neumático

1. Protección contra arranques imprevistos de la máquina.

Una de las funciones críticas de seguridad que debe estar presente en cualquier sistema neumático o automatizado es la protección contra máquinas que se encienden accidentalmente. Esto puede ser una situación peligrosa porque si una máquina se apaga y luego se enciende de nuevo sin los procedimientos de seguridad adecuados, podría causar lesiones graves a cualquiera en las cercanías.

Hay algunas formas de lograr esto, pero una de las más comunes es usar válvulas y interruptores de seguridad.

Estas válvulas están diseñadas para bloquear el flujo de aire a los actuadores, lo que impide que la máquina arranque. Por otro lado, los interruptores se usan para detectar cuando hay una pérdida de presión de aire. Esto suele ser una indicación de que algo ha ido mal con el sistema, y los interruptores entonces cortarán la energía a la máquina.

Algunas máquinas tienen electrónica integrada cuya función específica es prevenir arranques imprevistos automáticamente. Sin embargo, aún hay productos que requieren un PLC de seguridad o un relé seguro externo para realizar las mismas funciones y cumplir con certificaciones mínimas de seguridad.

2. Protección de escape o descarga de presión de aire.

Un escape o descarga de presión de aire es una característica de seguridad usada para liberar presión del sistema en una emergencia. Esto es importante porque si la presión se acumula demasiado, podría causar el fallo del sistema, llevando a lesiones graves.

La mayoría de descargas y escapes de presión de aire a menudo ocurren simultáneamente como un arranque imprevisto de máquina. Por eso los componentes de seguridad modernos generalmente combinan las dos funciones.

Hay dos formas principales de protegerse de este problema: usando una válvula de escape y utilizando una válvula de descarga (dump valve).

La válvula de escape libera la presión gradualmente, lo que evita que el sistema falle abruptamente. Por otro lado, la válvula de descarga se usa para liberar la presión de una sola vez.

Las máquinas basadas en tecnologías más nuevas están empezando a incorporar sensores de posición y válvulas de arranque suave para gestionar arranques imprevistos y descargas de presión.

3. Retención, bloqueo y parada.

La capacidad de parar, bloquear y detener equipos de operación es otra función crucial de seguridad que los sistemas neumáticos necesitan. Esto es importante porque si algo va mal con la máquina, esta necesita poder pararse rápido para prevenir más daños o lesiones.

Para hacer esto, la mayoría de sistemas neumáticos usan varias válvulas, como válvulas de retención, válvulas de alivio de presión y válvulas solenoides.

• Las válvulas de retención se usan para prevenir flujo en una dirección. Normalmente se usan para mantener actuadores en su lugar ante la pérdida de presión del sistema.
• Las válvulas de alivio de presión se usan para liberar presión si se vuelve demasiado alta, lo que previene el fallo del sistema.
• Las válvulas solenoides se usan para controlar el flujo de aire, lo que permite encender y apagar el sistema según sea necesario.

Un freno o bloqueo mecánico puede tener que instalarse en la varilla del pistón del cilindro en algunas aplicaciones complejas. Esto suele hacerse en aplicaciones donde hay necesidad de fuerzas de retención altas o donde la máquina necesita poder parar rápido.

Además, algunas máquinas modernas tienen componentes de seguridad adicionales capaces de monitorizar la posición del equipo o sus componentes. Esto permite al sistema saber cuando algo está fuera de lugar y reaccionar en consecuencia.

4. Inversión del movimiento del cilindro.

En algunos casos, es necesario poder invertir la dirección de las partes móviles de una máquina. Esto suele hacerse por razones de seguridad, como si algo está bloqueando el camino de la máquina. Si se ignora, esto podría causar el fallo de la máquina, llevando a lesiones graves a cualquiera cerca de la máquina.

La forma más común de lograr esto es usando una válvula de inversión. Esta válvula se usa para cambiar la dirección del flujo de aire, lo que luego cambia la dirección del equipo.

Sin embargo, algunas aplicaciones complejas pueden requerir una válvula proporcional, que permite un control más preciso sobre el flujo de aire. Esto es importante porque permite al operador cambiar lentamente la dirección del equipo, lo que a menudo es necesario en situaciones delicadas.

Las válvulas solenoides de retorno por muelle también pueden cumplir esta función de seguridad. Estas válvulas se usan para cambiar la dirección del flujo de aire, pero también pueden volver a su posición original cuando se corta la energía.

5. Reducción de velocidad.

Otra función de seguridad a menudo necesaria es la capacidad de reducir la velocidad del equipo. Esta es una función vital de seguridad porque permite al operador controlar la máquina si algo va mal. Por ejemplo, si un equipo se mueve demasiado rápido y está en peligro de golpear algo, el operador puede usar una válvula reductora de velocidad para ralentizarlo.

Dos válvulas principales se usan para este propósito: válvulas reductoras de presión y válvulas de control de flujo.

• Las válvulas reductoras de presión se usan para reducir la presión de aire que fluye al sistema. Esto reduce entonces la velocidad del equipo.

• Las válvulas de control de flujo se usan para regular la cantidad de aire que fluye al sistema. Esto también reduce la velocidad del equipo, pero es más preciso que usar una válvula reductora de presión.

En algunos casos, ambos tipos de válvulas pueden usarse para lograr el resultado deseado. También vale la pena notar que algunas máquinas tienen dispositivos reductores de velocidad integrados, como un sistema de poleas.

Toma en serio estos componentes de seguridad

Las características de seguridad son importantes para cualquier máquina, pero son especialmente vitales para sistemas neumáticos. Esto es porque los sistemas neumáticos se usan a menudo en entornos peligrosos y típicamente tienen partes móviles.

Es importante elegir las características de seguridad adecuadas para tu aplicación y asegurar que estén instaladas correctamente. Tomar estas funcionalidades en serio puede llevar a un entorno de trabajo más seguro y eficiente.

Si tienes preguntas sobre seguridad neumática o necesitas ayuda eligiendo los componentes de seguridad adecuados para tu sistema automatizado, contacta con un experto en John Henry Foster. Somos un proveedor líder de actuadores neumáticos fiables y nuestro equipo estará encantado de responder tus consultas.