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Comparación entre actuadores eléctricos y neumáticos

La eficiencia energética depende de la aplicación

Redacción Intrempresas25/11/2013

No es posible dar una respuesta sencilla a la pregunta de si un actuador neumático es energéticamente más eficiente que un actuador eléctrico o viceversa. La eficiencia energética en automatización depende de la aplicación industrial, explica Roland Volk, consultor de eficiencia energética en Festo. Sólo una comparación directa entre dos actuadores de dimensiones idénticas – uno eléctrico y uno neumático – es capaz de disipar los prejuicios asociados a esta pregunta.

Primero de todo: la verdad respecto a qué actuador es energéticamente más eficiente está, como siempre, en el medio. La eficiencia energética depende totalmente de la finalidad para la cual se utiliza el actuador. Las mediciones revelan las siguientes diferencias: para una tarea simple de movimiento, un actuador eléctrico es más económico. En operaciones de prensado, el nivel de fuerza del proceso y la duración de la operación deciden sobre qué tecnología es más eficiente. No obstante, si la aplicación requiere una fuerza de sujeción, la neumática está claramente en ventaja.

En esta comparación, los movimientos se realizan desde el punto A al punto B. Estos movimientos pueden realizarse en casi todos los casos por actuadores neumáticos. No obstante, para obtener movimientos simples se utilizan mayoritariamente actuadores eléctricos. En aplicaciones que requieran un posicionamiento libre y flexible, los actuadores eléctricos son más ventajosos.

¿Mover una pieza de trabajo o sujetarla?

Estas dos funciones resultan en valores de consumo energético muy diferentes. En el caso de movimiento sin fuerza de proceso adicional, un actuador eléctrico consume sólo una tercera parte (25 W) de la energía que requiere un actuador neumático (78 W). Para procesos en los que hay que presionar con fuerza, ambos actuadores tienen aproximadamente el mismo consumo energético de entre 20 y 30 W.

Sin embargo, si los actuadores se necesitan para mantener una posición determinada, el consumo energético del actuador eléctrico se dispara hasta 247 W. Esto es más de 22 veces el consumo energético del actuador neumático (11 W). El actuador neumático se beneficia del hecho que requiere energía solamente para el breve momento en el que se produce el movimiento. El proceso de sujeción puede llevarse a cabo completamente sin consumo de aire comprimido y así no hay costes energéticos. El actuador eléctrico, por el contrario, requiere electricidad constantemente para permanecer en la posición deseada. Cuanto más largo sea el proceso de sujeción mayor será el consumo energético del actuador eléctrico en comparación con el actuador neumático. Las mediciones muestran que las pequeñas fugas no tienen prácticamente ninguna influencia sobre el bajo consumo energético.

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Es difícil definir qué actuador es más eficiente, si uno neumático o uno eléctrico.

Una mirada a fondo a las pinzas

Una comparación entre las pinzas neumáticas y eléctricas ofrece resultados similares. La comparación muestra que encontrar la solución adecuada depende de una clara definición de la aplicación. Si tenemos en cuenta el consumo energético durante el proceso de agarre, una pinza neumática es superior a una pinza eléctrica en aplicaciones con largos ciclos y con pocas operaciones de pinzado.

Una pinza neumática requiere presión únicamente una vez para la sujeción continua. No se requiere más energía neumática mientras dure la operación de sujeción. Una pinza eléctrica, que necesita energía eléctrica durante toda la operación de sujeción, puede ser energéticamente más eficiente que una pinza neumática sólo si la aplicación consiste en cortos ciclos con un gran número de operaciones de agarre.

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Una pinza neumática es superior a una pinza eléctrica en aplicaciones con largos ciclos.

Todo depende de la aplicación

Cualquier aplicación industrial tiene sus propios requisitos específicos con respecto a los criterios técnicos tales como velocidad, capacidad de carga, relación peso/potencia, precisión, comportamiento de control, rigidez bajo carga, eficiencia y robustez, así como criterios económicos tales como costes de adquisición (precio de compra, costes de instalación y puesta en marcha) y costes de funcionamiento (mantenimiento, vida útil, costes energéticos).

La eficiencia energética depende de la aplicación. “Esto debe definirse claramente antes de que un usuario elija la tecnología de accionamiento – eléctrica o neumática o una mezcla de ambas”, explica Volk. Las tecnologías pueden compararse sólo sobre la base de los costes totales de propiedad (TCO), que tienen en cuenta tanto los costes de adquisición como los costes energéticos.

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La solución más eficiente es la mezcla de tecnologías de accionamiento neumáticas y eléctricas.

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Festo Automation, S.A.U.

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