Un cilindro neumático es un tipo de dispositivo que se utiliza para generar fuerza a partir de la energía del gas presurizado. El cilindro neumático básico consta de una cámara cilíndrica con un pistón móvil y canales de admisión y escape. Cuando se bombea aire comprimido u otro gas al fondo del cilindro, el gas se expande, empujando el pistón móvil hacia arriba y generando fuerza. Los cilindros neumáticos, también conocidos como cilindros de aire, tienen ventajas sobre los hidráulicos en algunos casos y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones.
Para operar el cilindro, primero se debe presurizar un gas, como el aire. Esto se puede hacer con una bomba. Dado que el aire generalmente existe a presión atmosférica, las bombas se utilizan para forzar un cierto volumen de aire a un espacio más pequeño, lo que hace que su presión aumente por encima del nivel atmosférico. El aire presurizado almacena la energía utilizada para comprimirlo. Cuando se le permite expandirse, este aire tenderá a despresurizarse de nuevo a su presión atmosférica original.
Un cilindro neumático funciona según este principio. El aire se comprime y luego se dirige a la cámara cilíndrica debajo de un pistón móvil. El aire presurizado ejerce fuerza contra la base del pistón, lo que hace que el pistón se mueva hacia arriba a través del cilindro hueco. Una varilla se extiende desde la base del pistón hasta la parte superior del cilindro. Cuando el aire comprimido se expande en el espacio dado y mueve el pistón hacia arriba, esta varilla también se mueve, proporcionando una forma de mover otros elementos mecánicos.
La posición del pistón en un cilindro neumático se controla mediante una válvula que dirige el aire comprimido hacia la parte superior o inferior del cilindro. Cuando el extremo del vástago, o la parte superior, del cilindro se llena con aire presurizado, el pistón se mueve hacia abajo y el aire debajo del pistón se ventila a través de un tubo de escape. El aire presurizado que ingresa a la base mueve el pistón hacia arriba y el aire por encima del pistón sale. Este sistema permite que el cilindro se opere repetidamente para generar fuerza.
Los sistemas neumáticos tienen varias ventajas sobre los hidráulicos, que utilizan agua u otro fluido para generar movimiento mecánico. El aire de escape de un cilindro neumático se puede liberar al aire circundante sin preocupaciones ambientales. El aire es fácil de obtener y presurizar. Además, las fugas no son un problema con los sistemas neumáticos. Las desventajas de la neumática incluyen la necesidad de operar tales sistemas a alta presión, que puede ser peligrosa, así como la necesidad de mantener el aire limpio y filtrado.
Varios dispositivos mecánicos familiares utilizan neumática. Las pistolas de clavos, utilizadas en la construcción para clavar clavos en madera u hormigón, extraen su fuerza de uno o más cilindros neumáticos. Otros ejemplos incluyen bombas de bicicleta y los frenos de aire utilizados en autobuses y camiones. Además de las aplicaciones de consumo, los cilindros neumáticos también se utilizan ampliamente en entornos industriales, como plantas de envasado y talleres mecánicos.