Actuador para niños
Un actuador es un dispositivo que toma energía (como la hidráulica, neumática o eléctrica) y la convierte en movimiento o acción. Su objetivo es controlar un proceso automático. Imagina que un actuador recibe una orden de un "cerebro" (un controlador) y, basándose en esa orden, activa algo para que haga un trabajo. Un buen ejemplo es una válvula que se abre o se cierra. Los actuadores son los que realmente hacen el trabajo físico en un sistema automatizado, cambiando algo según las instrucciones que reciben.
Contenido
Tipos de Actuadores
Existen varios tipos de actuadores, cada uno con sus propias ventajas:
- Actuadores hidráulicos
- Actuadores neumáticos
- Actuadores eléctricos
- Actuadores automáticos
Los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos se usan mucho en máquinas que combinan mecánica y electrónica, como los robots. Generalmente, los actuadores hidráulicos se eligen cuando se necesita mucha fuerza. Los neumáticos son más sencillos y se usan para posicionar cosas. Sin embargo, los sistemas hidráulicos necesitan mucho equipo para funcionar y requieren mantenimiento. Los neumáticos, por su parte, tienen límites en cuanto a precisión.
Actuadores Eléctricos
Los actuadores eléctricos son muy populares en la robótica y otras máquinas. Son más sencillos que los hidráulicos o neumáticos porque solo necesitan electricidad. Como usan cables para transmitir la energía y las señales, son muy versátiles y no hay muchas limitaciones sobre qué tan lejos pueden estar de su fuente de energía.
Hay muchos modelos diferentes y es fácil usarlos con motores eléctricos comunes. A menudo necesitan reductores de velocidad porque los motores suelen girar muy rápido.
También existen los polímeros electroactivos (PEA). Estos son materiales especiales que cambian de forma o tamaño cuando se les aplica electricidad. Se usan para crear "músculos artificiales" en robótica y prótesis.
Actuadores Hidráulicos
Los actuadores hidráulicos son de los más antiguos. Funcionan usando líquidos a presión. Se pueden clasificar en tres grupos principales:
- Cilindros hidráulicos
- Motores hidráulicos
- Motores hidráulicos de oscilación
Cilindros Hidráulicos
Los cilindros hidráulicos pueden ser de dos tipos: de efecto simple y de doble efecto.
- En los de efecto simple, la fuerza hidráulica empuja el pistón en una dirección, y una fuerza externa (como un resorte o la gravedad) lo regresa.
- En los de doble efecto, la fuerza hidráulica se usa para mover el pistón en ambas direcciones.
Cilindro Telescópico
Un tipo especial es el cilindro telescópico. Su barra tiene varias secciones que se extienden una tras otra, como un telescopio. Esto permite que el cilindro se extienda mucho más de lo que mide cuando está recogido.
Motor Hidráulico
Los motores hidráulicos convierten la presión del líquido en un movimiento rotativo. Hay dos tipos principales:
- Los de tipo rotatorio, donde los engranajes giran directamente por la presión del aceite.
- Los de tipo oscilante, donde el movimiento giratorio se produce por la acción de un pistón que se mueve de un lado a otro. Estos últimos son más eficientes.
Motor de Engranaje
En un motor de engranaje, el aceite a presión empuja los dientes de los engranajes, haciéndolos girar. Son sencillos y buenos para trabajar con alta presión.
Motor con Pistón de Eje Inclinado
En este motor, el aceite a presión empuja los pistones contra una placa, lo que hace que el eje y el bloque del cilindro giren. Son ideales para alta presión y alta velocidad, y se puede ajustar su potencia cambiando el ángulo del eje.
Actuadores Neumáticos
Los actuadores neumáticos transforman la energía del aire comprimido en trabajo mecánico. Son muy parecidos a los hidráulicos, pero usan aire en lugar de líquido. El aire se comprime menos que los líquidos, lo que genera algunas diferencias en su uso y diseño.
En esta categoría encontramos:
- Cilindros neumáticos (de efecto simple o doble)
- Motores neumáticos
- Fuelles y diafragmas (que usan aire comprimido)
- Músculos artificiales de goma (que han ganado mucha atención últimamente)
Rotativos de Paletas
Estos actuadores neumáticos proporcionan un giro limitado en un eje. La presión del aire actúa sobre una o dos paletas, haciendo que el eje gire. Suelen tener un giro máximo de 270 grados, y los de doble paleta no superan los 90 grados.
Actuadores Piezoeléctricos
Los actuadores piezoeléctricos son dispositivos que se mueven gracias a un fenómeno llamado piezoelectricidad. Esto significa que ciertos materiales cambian ligeramente de forma cuando se les aplica una corriente eléctrica. Estos actuadores son muy útiles para movimientos extremadamente precisos, incluso a nivel nanométrico (muy, muy pequeño).
Se pueden encontrar en varios tipos, como los de tipo pila o los que se combinan con sistemas de posicionamiento motorizados.
Partes Clave de un Actuador
Los actuadores están diseñados para ser fuertes y duraderos. Algunas de sus partes importantes incluyen:
- Sistema de seguridad: Usan un método especial para asegurar las tapas, lo que los hace muy resistentes y seguros.
- Piñón con ranura: Una ranura en la parte superior del piñón permite conectar fácilmente indicadores de posición.
- Cojinetes de empalme: Facilitan la conexión de accesorios en la parte superior.
- Conductos de aire grandes: Permiten que el aire fluya rápidamente, asegurando una operación veloz.
- Muñoneras: Piezas que se lubrican y protegen el actuador del desgaste y la corrosión, alargando su vida útil.
- Construcción robusta: Están hechos para resistir golpes y fatiga, con piezas de alta precisión que evitan holguras para un posicionamiento exacto.
- Revestimiento protector: A menudo tienen capas especiales que los protegen contra ambientes agresivos y la corrosión.
- Resortes de seguridad: Diseñados para no fallar, incluso si se interrumpe el suministro de aire, garantizando que el actuador se mueva a una posición segura.
Los actuadores más comunes son:
- Cilindros neumáticos e hidráulicos: Realizan movimientos en línea recta.
- Motores (actuadores de giro) neumáticos e hidráulicos: Producen movimientos de giro.
- Válvulas: Se usan para controlar el flujo de gases y líquidos.
- Resistencias calefactoras: Se usan para calentar.
- Motores eléctricos: Como los de inducción, de corriente continua o paso a paso.
- Bombas, compresores y ventiladores: Generalmente impulsados por motores eléctricos.
Véase también
En inglés: Actuator Facts for Kids
- Domótica
- Preactuador
