Simulación neumática en la Tecnología

SIMULACIÓN NEUMÁTICA EN LA TECNOLOGÍA INDUSTRIAL
César Sánchez Serna, Profesor de Tecnología del I.E.S Cabo de las Huertas de Alicante
RESUMEN
La utilización del ordenador en el aula es una realidad. Y son muchas las ventajas que
nos aporta el uso de las nuevas Tecnologías de la Información como herramienta de trabajo en
Tecnología para estudiar, analizar y diseñar sistemas técnicos.
El artículo 27.5 de la ya desaparecida LOGSE señalaba que "La metodología didáctica
del Bachillerato deberá favorecer la capacidad del alumno para aprender por sí mismo, para
trabajar en equipo y para aplicar los métodos propios de la investigación científica. Además,
deberá propiciar la relación de los aspectos teóricos de las materias con sus aplicaciones
prácticas". Por tanto, está sobradamente justificado el empleo del software didáctico como
material complementario en el aprendizaje de las distintas materias, siendo una metodología
activa que permite integrar actividades experimentales.
Existen hoy en día una gran variedad de programas que simulan el comportamiento de
situaciones reales, permitiendo al alumnado diseñar y animar circuitos de variadas
tecnologías, como la Neumática, la Hidráulica, la Electricidad, la Electrónica... Esto facilita el
proceso de enseñanza-aprendizaje: por una parte es una ayuda didáctica para el profesor, y por
otra permite al alumnado la comprensión de la materia más fácilmente, pues pasa por la
experimentación y la creación de situaciones de interés para el propio alumno.
Introducción. ¿Qué es la Neumática?
En las asignaturas de Tecnología Industrial I y II del Bachillerato Tecnológico se
introduce al alumno en el conocimiento de la Neumática:

En el primer curso dentro del bloque temático “Elementos de máquinas y sistemas”

Y en el segundo curso como un bloque de contenido más: “Circuitos Neumáticos y
Oleohidraulicos”
Pág. nº 1
La Neumática es la rama de la técnica que se dedica al estudio y aplicaciones prácticas
del aire comprimido. El aire comprimido es aire tomado de la atmósfera y confinado a presión
en un espacio reducido. Por ejemplo cuando inflamos un globo y posteriormente lo soltamos
sin cerrar, la energía acumulada por el aire lo hace revolotear rápidamente por la habitación.
Se produce una transformación de la energía almacenada en trabajo útil en mover el globo.
Hoy en día son muchos los sistemas técnicos que basan su funcionamiento en este tipo
de energía. Por ejemplo, las puertas de algunos autobuses y trenes se accionan con aire
comprimido; en la industria son muy útiles los sistemas neumáticos porque proporcionan
movimiento lineal y desarrollan grandes fuerzas, utilizándose para empujar y levantar cargas
pesadas, en cadenas de montaje automatizado, etc.
En los sistemas neumáticos, el aire comprimido se produce en un elemento llamado
compresor, que es una bomba de aire comprimido accionada normalmente por un motor
eléctrico. Este aire se almacena en un depósito denominado receptor. Desde éste, el aire es
conducido a través de válvulas a los cilindros, que son los componentes encargados de
realizar el trabajo.
Cuando el aire comprimido fluye en el interior de un cilindro, aumenta la presión y
obliga a desplazarse a un émbolo situado en su interior, y proporcionando un movimiento
lineal y realizando un trabajo.
Las válvulas tienen como misión controlar el flujo de aire comprimido que entra y sale
de los cilindros. Las válvulas son los elementos de control del circuito.
Hablamos de electroneumática cuando el accionamiento de las válvulas neumáticas es
eléctrico.
En la representación de los circuitos neumáticos se utiliza una simbología específica,
siguiendo las normas establecidas por los organismos correspondientes (UNE, ISO, DIN...).
Los esquemas neumáticos son una representación de las instalaciones neumáticas reales.
Para realizar en la práctica estos circuitos es necesario disponer al menos de un equipo
neumático elemental además de los elementos necesarios para cada tipo de circuito. Esto
supondría un coste elevado.
Pág. nº 2
Para solucionar este problema podemos simular los circuitos neumáticos mediante
programas específicos, así el alumno puede comprender su funcionamiento mediante la
animación. Si además disponemos de un laboratorio de neumática, los alumnos pueden
diseñar sus propios circuitos en el ordenador, detectar posibles errores antes del montaje...,
para después proceder a la realización práctica del mismo.
Programas de simulación neumática
FluidSim Neumatics es un software de simulación para el conocimiento de la neumática y
funciona en entorno Windows. Es ideal para emplearlo como material complementario en la
enseñanza de esta disciplina.
Entre las características más importantes se encuentran:
Ofrece la creación y simulación de circuitos de electroneumática.
 Posee una biblioteca de componentes neumáticos y eléctricos muy completa para la
creación de circuitos nuevos.
 Durante la animación, los conductos y cilindros aparecen coloreados, según el estado
de cada uno.
 El usuario puede controlar la velocidad de la simulación (con funciones como paso a
paso, pausa...).
 Las válvulas y los interruptores accionados manualmente pueden ser conmutados
mediante un clic del ratón.
 Permite construir circuitos nuevos, pero también se dispone de un conjunto de
circuitos ejecutables.
 Muestra en los aparatos de medición los valores exactos de presión, fluido y corriente.
 Guarda una proporción del tiempo real durante la animación.
 Etc.
Ofrece también el apoyo necesario para el conocimiento básico de la neumática,
en un menú denominado “Didáctica”, que puede ser muy útil a la hora de explicar
y entender los distintos contenidos relacionados con este tema.
Pág. nº 3
-Contiene un apartado denominado “Descripción del componente”, donde explica cómo son
los distintos componentes de los circuito, muestra una foto, explica su funcionamiento, e
ilustra incluso cómo es el componente interiormente. Posee también animaciones que pueden
ser de gran ayuda para entender el tema seleccionado, etc.
-En “Exposiciones” presenta distintos temas disponibles, ejercicios...que pueden ser muy
útiles para el profesorado.
-Posee también películas didácticas.
- Etc.
Como muestra se presenta a continuación el siguiente ejercicio:
EJEMPLO DE SIMULACIÓN DE UN CIRCUITO NEUMÁTICO:
Mando de un cilindro de doble efecto por medio de un pulsador para su salida y regreso al
alcanzar la posición final por medio de un final de carrera, regulando la velocidad de salida
del cilindro y regresando lo más rápidamente.
Figura nº 1: posición de reposo, todavía no se ha accionado el pulsador
Pág. nº 4
Figura nº 2: se ha accionado el pulsador y el émbolo ha alcanzado la posición final de carrera
DESCARGA:
FluidSim 3 Pneumatics Demo English 3.0 MB
http://www.fluidsim.de/fluidsim/download/v3/fs3p-d-e.exe
Es necesario cumplimentar previamente un formulario. El programa puede encontrarse en
castellano, pero la demo está en inglés.
Manual FluidSim Neumática
http://www.festo.com/didactic/eng/download/pdf/hb-spa-p.pdf
Este es el manual de usuario, y está en castellano.
WEB:
Pág. nº 5
http://www.festo.com/didactic/eng/1111.htm
Documentación muy interesante en :
http://www.festo.com/didactic/eng/113.htm
Otros programas de simulación neumática:
Automation Studio es también un software muy completo y fácil de utilizar que permite
diseñar y animar circuitos de diversas tecnologías de automatización, como Neumática,
Hidráulica, Controladores programables, Grafcet y Controles eléctricos.
Permite la simulación a todo color y la animación del corte transversal de los distintos
componentes.
Figura nº 3: ejemplo de la animación del corte transversal de un componente
DESCARGA:
Versión DEMO en castellano. Es necesario cumplimentar previamente un formulario. 5.1
Mb:
http://www.automationstudio.com/download/download.com
Manual de Usuario de Automation Studio 2 – 276 KB:
http://famictech.com/astudio/ang/demo/quickst/asquickk.pdf
WEB:
Pág. nº 6
www.automationsudio.com/espanol/index.html
Pneusim Pro
Software de simulación Neumática Pneusim. Versión demo. 3.3 Mb. En inglés:
http://www.usa.norgren.com/downloads/PneuSimPro/Pneusim.exe
Gran cantidad de catálogos en formato PDF:
http://www.usa.norgren.com/downloads/main_catalog.htm
Descripción del
programa, tareas
ejecutadas
Windows
Linux
9) Científicos y Programas Especiales.
Sistemas Matemáticos al
estilo MathCad
MathCad
Gap.
Sistemas Matemáticos al
estilo Matlab
Matlab
1) Matlab para Linux. [FTP]
2) Octave. (+ Gnuplot)
3) Scilab.
4) R.
5) Yorick.
6) rlab.
7) Yacas.
8) Euler.
Sistemas Matemáticos al
estilo Mathematica
Mathematica
1) Mathematica for Linux.
2) Maxima.
3) MuPad.
Sistemas Matemáticos al
estilo Maple
Maple
1) Maple para Linux. [Prop]
2) Maxima.
3) MuPad.
Editor de Ecuaciones
matemáticas
Mathtype, MS Equation
Editor
1) OpenOffice Math.
2) MathMLed.
3) Kformula (Koffice).
4) LyX.
Programas para modelado
tridimensional
SolidWorks, ...
ProEngineer Linux.
CATIA para Windows
CATIA. Esto fue diseñado bajo
Unix, y en la versión 4 (2000) esto
fue portado para funcionar bajo
Windows (No completamente
satisfactorio).
ditto
Pág. nº 7
ditto
SolidEdge para Windows
SolidEdge (Parte de paquete más
poderoso Unigraphics).
Engineering
ANSYS para Windows
ANSYS.
CAD/CAM/CAE
AutoCAD, Microstation
1) Varkon.
2) Linuxcad. [Proprietario, ~100$]
3) Varicad. [Prop]
4) Cycas.
5) Tomcad.
6) Thancad.
7) Fandango.
8) Lignumcad.
9) Giram.
10) Jcad.
11) QSCad.
12) FreeEngineer.
13) Ocadis.
14) Microform.
15) PythonCAD.
CAD/CAM/CAE,
simplifcado
ArchiCAD
Qcad.
Sistemas de Publicación
apoyada por el ordenador
Adobe PageMaker,
QuarkXPress
Adobe Framemaker. [Proprietario,
cancelado]
Pequeños Sistemas de
Publicación apoyada por el MS Publisher
ordenador
1) Scribus - Desktop Publishing para
Linux.
2) KWord.
Digramción y Diseño
Cartográfico
1) Kivio (Koffice).
2) Dia.
3) KChart.
4) xfig.
5) Tgif + dotty.
6) Tulip.
Microsoft Visio
Software de procesamiento Erdas Imagine, ER
de imágenes geográficas
Mapper, ENVI
ENVI para Linux.
GIS (Sistema de
información Geográfica)
ArcView
1) Grass.
2) Quantum GIS.
3) PostGIS.
Vectorizador del tramado
de mapas
MapEdit, Easy Trace
???
Software CNC, controlador
de herramientas de
OpenCNC [Prop]
máquinas
EMC.
Sistema de tratamiento de
texto Avanzado en estilo
TeX
1) TeX.
2) TeTeX / LaTeX
3) LyX (WYSIWYM).
4) Kile.
MikTex, emTeX (DOS)
Pág. nº 8
Convenientes funcionales
y amigables de usar
WinEdt
editores de archivos TEX y
dvi .
1) Kile (KDE Integrado en el
Ambiente de LaTeX).
2) Ktexmaker2.
3) Tk LaTeX Editor.
4) Texmacs.
Lenguajes integrados de
ambiente Estaditícos
S-PLUS
R.
Análisis Estadístico
Statistica
"Utilidades de Probabilidad y
Estadísticas para usurios de Linux"
Software Econométrico
Eviews, Gretl
1) Gretl.
Emuladores de circuitos
Electronic Workbench
1) Geda.
2) Oregano.
3) Xcircuit.
4) Gnome Assisted Electronics.
5) SPICE.
6) SPICE OPUS.
7) NG-SPICE.
Programas de dibujo de
estructuras químicas
Chemdraw, Isisdraw
Xdrawchem.
Downloader and player for
Olympus DSS Player
Olympus dictophone
???
Análisis de Mercados
MetaStock
???
Diseño de esquemas
electrónicos
PCAD
1) Eagle.
2) Geda.
Emulador de osciloscopio
Winoscillo
Xoscope.
Medida de la temperatura y
MBMonitor, PCAlert
voltajes sobre placa madre
KHealthCare (KDE).
Come on CD with
S.M.A.R.T-atributos y
mainboard, Active
temperatura del disco Duro
SMART
1) smartctl.
2) Hddtemp-0.3.
3) IDEload-0.2.
4) Smartsuite-2.1.
5) Smartmontools.
6) Ide-smart.
7) Smartsuite.
Testeo de Memoria
SiSoft SANDRA
Memtest86.
Programas para observar
temperaturas, fanspeeds,
etc
SiSoft SANDRA, SiSoft
SAMANTHA
1) Ksensors.
2) Lm_sensors.
SiSoft SANDRA, SiSoft
SAMANTHA
1) hdparm.
2) Bonnie++.
3) IOzone.
4) Dbench.
5) Bonnie.
Para testeo y pruebas HDD
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6) IO Bench.
7) Nhfsstone.
8) SPEC SFS. [Prop]
Para testeo y pruebas
Video
Final Reality
1) X11perf.
2) Viewperf.
Control de Tiempo Real
SHA Sybera Hardware
Access
DIAPM RTAI - Realtime
Application Interface.
Simulador de Redes
???
1) NS.
Simulador de Redes
neuronales biológicas
???
1) Xnbc.
"Sensor para LCD"
???
1) Sensors-lcd.
Visualizador para
Electrocardiogramas
???
1) ecg2png.
BIBLIOGRAFÍA
 DECRETO 39/2002, de 5 de marzo, del Gobierno Valenciano, por el que se modifica
el Decreto 47/1992, de 30 de marzo, del Gobierno Valenciano, por el que se establece
el currículo de la Educación Secundaria Obligatoria en la Comunidad Valenciana.
http://www.cult.gva.es/Educacion.htm
 DECRETO 50/2002, del 26 de marzo, del Gobierno Valenciano, por el que se
modifica el Decreto 174/1992, de 19 de agosto, del Gobierno Valenciano, por el que
se establece el currículo del Bachillerato en la Comunidad Valenciana.
http://www.cult.gva.es/Educacion.htm

Pagina personal del Asesor de Tecnología de la E.S.O y del Bachillerato Tecnológico
del Cefire de Alicante. BIBLIOGRAFÍA PARA EL ÁREA DE TECNOLOGÍA.
Actualizada por César Sánchez Serna. http://www.terra.es/personal/cesarsan/. Copyright 19972006. [email protected]. Alicante. España.
 SÁNCHEZ SERNA, Cesar. Villena Roblizo, Mª Dolores (2003). “Unidad didáctica
tipo en tecnología (con fichas didácticas para realización del proyecto).” Curso 20032004. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net

Sánchez Serna, César. Villena Roblizo, Mª Dolores (2005). “Tratamiento Didáctico y
Simulación de prototipos Neumáticos utilizados en los proyectos de Tecnología.”
Curso 2004-2005. Elda: Cefire. En Internet: http://cefirelda.infoville.net
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