Herramientas Neumáticas:

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Herramientas Neumáticas:
Un Nuevo Aire de Producción
Edwin Alejandro García
Periodista M&M
Taladrar, pintar, clavar, engrapar y atornillar, entre otras, son algunas de las funciones que prestan las
herramientas neumáticas a la industria moderna del mueble. Además de acelerar los procesos, este tipo de
elementos ofrecen ventajas como el ahorro de energía y acabados de precisión y calidad.
Cuando se necesita clavar una puntilla no hay nada mejor que un martillo, herramienta que
incluso dispone de una práctica uña sacaclavos por si nos equivocamos. Sin embargo,
cuando la acción de clavar es una tarea diaria y de grandes proporciones, no hay nada mejor
que una clavadora neumática: Instrumento de calidad que puede fijar miles de clavos al día
de forma regular y precisa.
De hecho, cuando una empresa del sector busca obtener mejores resultados, tanto en
calidad como en tiempos de producción, las herramientas neumáticas se presentan como la
alternativa ideal en el engranaje de la industria moderna del mueble, bien sea para clavar,
engrapar, pintar, taladrar, etc.
Además de beneficios en producción, las herramientas neumáticas presentan otros
adicionales como un bajo consumo de energía y mantenimiento sencillo. Este artículo es un
pequeño abrebocas sobre las ventajas, usos y características de éstas para la industria del
sector.
Equipos y Herramientas Neumáticas
Las herramientas neumáticas funcionan gracias a las
presiones generadas en el aire a través de un compresor,
este -motor del sistema- debe poseer las características y
cualidades que más se amolden a las necesidades de la
industria. Bien puede ser un elemento pequeño que sirva a
una sola herramienta o uno que sirva a toda una línea de aire
para producción. Los compresores, sus características, tipos
y usos son ampliamente explicados en la edición M&M
número 44.
De forma específica en la industria del mueble, se utilizan
básicamente herramientas neumáticas como engrapadoras,
clavadoras, taladros y atornilladores, con la característica común de ser instrumentos de
banco, es decir herramientas para ser usadas por el operario sobre la mesa de trabajo.
Teniendo en cuenta esta cualidad, las herramientas son fabricadas en materiales livianos que
otorgan valores tanto en ergonomía y peso como en confort al usuario para poder desarrollar
las labores asignadas sin contratiempos. Su cuerpo es elaborado en distintos materiales
como aleaciones especiales de aluminio, las resinas con aleación de aluminio y antimonio o
solamente las resinas de alta resistencia.
Tomando como herramienta de ejemplo a la clavadora, esta es usada para fijar partes, unir
cantos, armar muebles, en fin, para todas las labores de carpintería que requieran de una
puntilla. Su funcionamiento puede ilustrarse en la siguiente secuencia: Cuando se oprime el
gatillo, abre una válvula y el cilindro se llena de aire, el pistón que hay dentro del cilindro
desciende rápidamente y empuja el clavo hacia el material que se encuentra en la punta de
la clavadora. Cuando el pistón se extiende al máximo, el aire comprimido sale de la
herramienta por un orificio de escape. El pistón retrocede mientras carga otro clavo.
Las clavadoras y las engrapadoras poseen muchas características en común, por lo cual su
funcionamiento es casi idéntico. Estas herramientas pueden utilizarse prácticamente en
cualquier tipo de labor para la fabricación de muebles. Algunos modelos están diseñados
para usarse en trabajos de elementos reducidos, como marquetería, mientras que otros,
grandes y potentes, se utilizan para aplicaciones de mayor volumen como estibas y tarimas.
Las clavadoras para estructuras están diseñadas para trabajos rápidos y que demanden
potencia en los que se ensamblan grandes piezas de material. Las clavadoras para acabados
pesan menos y se usan para muebles, gabinetes, rebordes y En cuanto a los taladros y los
atornilladores, son muy específicos en sus funciones, bien sea taladrar sobre madera en
distintos puntos o fijar los tornillos, su principal diferencia, aparte de su función, radica en
que los atornilladores poseen una presión ajustable a la velocidad que se necesite, mientras
que los taladros son fijos a una sola revolución.
El funcionamiento, tanto de los taladros como de los atornillados, obedece a la siguiente
secuencia: Una vez accionado el gatillo, una válvula regula el flujo de aire comprimido al
interior de la herramienta, éste llega al cilindro dentro del cual hace girar, sobre unos
cojinetes, el rotor de turbina del motor, transfiriendo la energía al mandril.
El árbol del rotor, consta de un cilindro que posee canales en sentido longitudinal, sobre los
cuales actúa el aire comprimido, haciendo girar a gran velocidad el rotor que acciona el
mandril portabrocas.
Los taladros neumáticos de aire comprimido presentan notables ventajas respecto a los
eléctricos, ya que alcanzan elevadas velocidades de giro del mandril (en vacío de hasta
21.000 r.p.m.) y son muy ligeros, de hecho muchos tipos no superan el kilo de peso.
La reducción de los tiempos en la línea de producción, y el aumento en la precisión y calidad
de los trabajos, es de 3 a 5 veces superior con el uso de estas herramientas neumáticas, lo
que se traduce en reducción de costos y aumento de la productividad.
En cuanto a precios, el mercado ofrece engrapadoras que oscilan entre $200.000 y
2.200.000, dependiendo de sus características, calidad, desempeño, capacidad de trabajo y
tamaño. Del mismo modo, el valor de las clavadoras están en un rango de $600.000 a
$3.500.000.
Ganchos y Clavos
En el caso de las engrapadoras y clavadoras, se clasifican
según el tipo de carga y de clavos, clavillos o grapas que
utilicen.
Las clavadoras de cargador usan clavos agrupados o unidos
por cintas de papel, plástico o alambre fino. Estos forman un
cartucho largo y delgado que se introduce en un cargador
de forma alargada. La longitud de los cartuchos varía entre
50 y 120 clavos. Las engrapadoras usan un sistema de
carga similar a las tradicionales de oficina, con una
capacidad de 120 a 180 grapas.
En cuanto a las clavadoras de rollo, estas utilizan rollos de
clavos electrosoldados unidos por medio de alambres que
se almacenan en el depósito circular de la herramienta. Éste
enrolla la tira de clavos y permite cargar hasta 300 de una
sola vez.
En el caso de los clavillos, suelen tener las cabezas cortadas, facilitando así su disposición
en una línea compacta que simplifica la carga de la herramienta, sin embargo, el mercado
también ofrece clavillos con cabeza unidos en largas tiras mediante alambre flexible.
La mayoría de elementos de sujeción poseen una capa de lubricante o adhesivo que lo
recubre, mejorando así el clavado a la vez que evita el agrietamiento de la madera. Cuando el
clavo o gancho entra en contacto con la superficie, el compuesto se calienta y lo lubrica.
Luego, cuando la mezcla se enfría, este queda adherido a la superficie, reforzando así su
sujeción.
Cada herramienta requiere tipos de clavos y ganchos específicos, tanto en tamaño como en
grosor, según el tipo de trabajo. En cuanto al tamaño, en los clavos usados en la industria
del mueble se pueden encontrar desde los 13 mm de largo en clavillos para molduras,
muebles de rattan o ensamble para marcos de fotografías, hasta los 100 mm, que son
usados en el armado de tarimas, cajas, estibas y cubiertas de techos, entre otras
aplicaciones.
Por otro lado, las grapas se diferencian por, el calibre del alambre, la corona y largo de pata,
se pueden hallar grapas que van desde 2.5 mm de largo de pata, para tapizado de muebles
y automóviles, hasta los 75 mm usadas en puertas, ventanas, estructuras de madera como
estibas y armazones de muebles, etc.
En cuanto al grosor o calibre, los elementos de fijación son elaborados en tres tipos de
alambre: fino, medio y pesado. Respecto al primero, posee un calibre que oscila entre 20 y 22
y es usado para trabajos de tapicería, remates de molduras, entamborado de puertas y
fijación de piezas delicadas. El alambre medio se utiliza para el armado y anclaje de puertas
y muebles así como para la fijación entre aglomerados, su calibre va de 16 a 20. Finalmente,
se recurre al alambre pesado para labores como esqueletería de muebles, armado de
cajones, guacales y estibas, también es comúnmente usado en la instalación de pisos y
techos. Su calibre varía de 9 a 15.
Las grapas tienen varias ventajas frente al método tradicional de fijar con clavos y martillo,
como son, un mejor agarre y resistencia, ya que la grapa cuenta con dos patas que al
penetrar en el material tienden a desplazarse diagonalmente, una pata en dirección opuesta
a la otra, permitiendo de este modo ampliar el área de sujeción o agarre del material.
Es recomendable usar fijadores que sean idóneos para cada herramienta, ya que de lo
contrario, no sólo se disminuye la calidad del producto final sino que, además se pone en
riesgo la seguridad personal del operario.
Líneas de Aire: Claves del Éxito
Como generalidad, las herramientas neumáticas necesitan de tres aspectos para funcionar
correctamente: aire regulado, aire seco y aire limpio.
En cuanto al primero, todas las herramientas neumáticas requieren una fuente de aire
comprimido constante. Si bien no se necesita Frente al segundo aspecto, aire seco, es
importante destacar que todos los gases obtenidos a partir de la atmósfera, contienen un
volumen de agua que depende de la humedad ambiente -la cual puede ser de 0.00385 g/l en
lugares secos, hasta de 0.06 g/l en lugares húmedos- lo que obliga a secar el aire antes de
utilizarlo en un sistema industrial.
Cuando el aire admitido en el compresor se comprime, su volumen se reduce notablemente
aumentando su temperatura, razón por la cual el vapor de agua alcanza un estado de
sobrecalentamiento apreciable. Cuando el aire se enfría, mientras permanece en el tanque
acumulador y al ser impulsado por las líneas del sistema, el vapor deja de ser
sobrecalentado, alcanzando su punto de saturación y condensándose nuevamente.
Dichas gotas de agua pueden entrar a las herramientas, lavar el lubricante o mojar el grafito
autolubricante de ciertos modelos, causando traumatismos, aumentando el desgaste de las
partes y disminuyendo los tiempos de mantenimiento.
El método de secado más apropiado es aquel que reduce el punto de rocío a una
temperatura que sea más baja que la encontrada en el sistema, por medio de la refrigeración
o el uso de secadores, filtros en la entrada de aire a la herramienta y trampas de agua a lo
largo de la línea de aire.
Finalmente, en cuanto a la limpieza del aire, es importante tener en cuenta que éste siempre
contendrá un porcentaje de partículas sólidas que deben ser removidas. Por ejemplo, el aire
tomado en una ciudad se puede contener hasta 140 millones de partículas de suciedad por
metro cúbico, de las cuales el 80 por ciento son menores de dos micras y pueden pasar por
el filtro de entrada del compresor, razón por la cual es indispensable instalar filtros en las
líneas de entrada a la herramienta que retengan partículas de menos de una micra.
Del mismo modo, en los compresores modernos de lubricación por aceite es inevitable que el
aire comprimido contenga algo de aceite, lo cual depende enteramente del estado del
compresor y de su separador. Por ejemplo un compresor de tornillo con buen mantenimiento
no permitirá más de unas 4 partes por millón. Con un buen filtro éste contenido puede ser
disminuido a 0.01 partes por millón,
Cualquier obstrucción en el conducto de aire hace que disminuyan la presión y el volumen
del aire, afectando directamente la herramienta, esforzándola para que cumpla con su
trabajo.
Mantenimiento y Seguridad
El funcionamiento y manejo de los equipos neumáticos es sencillo y no requieren
operaciones complejas de mantenimiento. Sin embargo, antes de su uso es recomendable
conocer las instrucciones del fabricante y considerar las recomendaciones como las
siguientes:
- Uno de las tareas rutinarias es el lubricado, bien sea realizándolo directamente en la
herramienta a diario, o por medio de lubricadores instalados en las líneas de aire se dirigen a
la herramienta. Este procedimiento es vital ya que proporciona los requerimientos de
aceitado, mínimos para un correcto funcionamiento, en la toma de aire y reduce la fricción en
las partes móviles de la herramienta.
- Utilizar racores de conexión y desconexión automáticos adecuados.
- No superar nunca la presión máxima de servicio admisible por cada herramienta en más del
10%.
- Evacuar el agua de la condensación del filtro y del compresor diariamente, si no dispone de
sistema de purga automática.
- Utilizar mangueras y conectores de 1/4 a 3/8 de pulgada diámetro, para conseguir un
rendimiento óptimo de las herramientas.
- Limpiar periódicamente el polvo y la suciedad acumulados en las partes móviles del equipo.
El mantenimiento que exige la red de aire es mínimo. No obstante, conviene mantener la
presión estable, revisar el nivel de aceite del compresor y evitar las acumulaciones de agua.
Los equipos y herramientas neumáticas deben cumplir la normativa colombiana sobre
seguridad relacionada con este tipo de equipamiento. Sin embargo, para evitar ciertos
riesgos, deben tenerse en cuenta las recomendaciones siguientes:
- Las herramientas deben disponer de un sistema que evite el arranque no intencionado
(seguro), dispositivo en el que se necesiten dos acciones, por separado, para su puesta en
marcha. Este dispositivo no está instalado en las herramientas de alambre fino.
- El aire comprimido puede causar graves lesiones en partes sensibles del cuerpo, por lo que
no deben dirigirse nunca chorros de aire hacia las personas. Para la manipulación de las
herramientas de la red, debe cortarse el suministro, vaciar el aire de las mangueras y utilizar
gafas de seguridad.