Entendiendo los circuitos hidráulicos: Tipos, funciones y aplicaciones

En la industria hidráulica, el término «circuito hidráulico» es familiar para todos. Cuando se pregunta a un principiante por tipos de circuitos, la mayoría responde: circuito abierto y cerrado. Pero existen muchos tipos de circuitos hidráulicos, algunos mencionados aquí.

Primero, ¿qué es un circuito hidráulico? Contiene componentes como depósitos, bombas, cilindros, válvulas, actuadores, acumuladores, elementos filtrantes, soluciones de sellado, etc., interconectados con mangueras/tubos para facilitar el flujo de fluido a presión. Este sistema funciona para convertir energía mecánica en hidráulica disponiendo cada componente según objetivos y especificaciones para lograr eficiencia energética, facilidad de mantenimiento, rendimiento seguro y óptimo, capacidad de movimiento suave, etc.

¿Cómo se calcula la potencia hidráulica? La potencia generada es directamente proporcional a presión y caudal. Expresado como:

L(kW) = P × Q ÷ 60 ; P = Presión (MPa), Q = Caudal (L/min)

Los diferentes circuitos hidráulicos son:

1. Circuitos de descarga (Unload): Su objetivo principal es mantener la bomba en operación sin carga. Se logra haciendo que el aceite retorne al depósito desde la bomba a muy baja presión cuando el actuador trabaja intermitentemente o se detiene. Beneficios: eficiencia, vida útil mejorada, bajo consumo, generación mínima de calor. Tipos: con válvula de tres posiciones, con acumulador, con válvula de alivio solenoide, con bomba de desplazamiento variable compensada en presión, etc.
2. Circuitos de control de presión: Proporcionan la presión requerida a componentes protegiendo el sistema de sobrepresión o subpresión. Hay sistemas con componentes que requieren presiones variables. Circuitos comunes: circuito de dos presiones con descompresión y válvulas de retención, circuito de descompresión, circuito de equilibrio de peso.
3. Circuitos de control de velocidad: Circuitos de cambio de velocidad (1), con válvula de control direccional y de caudal electrohidráulica proporcional (2), diferencial (3), y de válvula de prellenado (4). El circuito (1) incluye dos válvulas de control de caudal para cambiar velocidad del cilindro. En (2) se genera velocidad óptima controlando el desplazamiento del carrete en la válvula proporcional. El circuito diferencial produce avance del cilindro más rápido que circuitos con un solo canal de entrada. El circuito de prellenado emplea cilindros subsidiarios y válvula de prellenado para función de bombeo.
4. Circuitos de filtrado: Objetivo clave: filtrar contaminantes manteniendo flujo a cierta tasa. Cuando el elemento filtrante se tapon, hay impactos adversos. Circuitos: filtro en bomba, línea de presión, línea de retorno, purga de línea de presión, filtro fuera de línea.
5. Circuitos de sincronización: Sincronizan movimiento de múltiples actuadores. Los errores se minimizan corrigiendo cada error al final de la carrera del cilindro en vez de movimientos repetidos. Subtipos: con combinaciones mecánicas, con válvulas de control de caudal, con divisores de caudal, con motores hidráulicos sincronizados, con cilindros sincronizados, con válvulas servo.
6. Circuitos de intensificación: Circuitos que usan un cilindro como intensificador, intensifican presión usando la diferencia entre área de cabeza y de fondo del cilindro.