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La pneumatica è una tecnologia in cui il movimento meccanico viene prodotto da un gas pressurizzato. Come anche l’idraulica, i sistemi pneumatici appartengono al campo della tecnologia dei fluidi. Mentre l’idraulica sfrutta i fluidi come mezzo propulsivo, la pneumatica sfrutta l’aria compressa: i campi di applicazione sono quindi diversi. Inoltre, l’aria è un mezzo di propulsione economico ed ecologico. Questo è il motivo per cui gli utensili pneumatici e le macchine pneumatiche sono così popolari.

Pneumatica: le basi

La parola pneumatica deriva dalla parola greca “pneuma”, che significa “vento” o “respiro”. Il termine indica un settore tecnologico oggi diversificato, in cui vengono utilizzati aria compressa o sistemi azionati ad aria compressa. La pneumatica fornisce movimento e propulsione: i classici cilindri pneumatici sono solitamente la prima cosa che si associa a questa tecnologia. Ma la pneumatica permette il funzionamento anche di sistemi più specifici e complessi, come i sistemi a vuoto, le pinze o le molle ad aria, componenti ottimali per assorbire gli urti.

I sistemi pneumatici, detti anche controlli, funzionano con aria atmosferica sottoposta a compressione, la cosiddetta aria compressa. Nella maggior parte dei sistemi l’aria ha una sovrappressione di 6 bar. I sistemi ad alta pressione, utilizzati ad esempio come componente per le condotte di gas, funzionano con una sovrappressione che raggiunge i 18 bar. La pressione più alta è richiesta, tra l’altro, per la produzione di bottiglie di plastica: in questo caso arriva fino a 40 bar.

Come funziona la pneumatica?

Nei sistemi pneumatici, l’aria viene convogliata nel punto desiderato sotto forma di aria compressa grazie a valvole. L’energia immagazzinata nell’aria compressa viene quindi convertita in energia cinetica, ad esempio per spostare un pistone di un cilindro in una determinata direzione. Di base, ogni controllo pneumatico è costituito da quattro componenti:

  • Produzione di aria compressa: l’aria atmosferica necessaria viene aspirata da uno o più compressori e quindi compressa, a seconda delle necessità, da 6 a 40 bar. Per pressioni dell’aria elevate da utilizzare solo in un certo intervallo di tempo, si utilizzano compressori con controllo del numero di giri. Quando l’aria viene compressa, si genera calore che può, ad esempio, essere utilizzato a sua volta come riscaldamento.
  • Trattamento dell’aria compressa: L’aria compressa viene privata di impurità come polvere o pollini. A questo scopo si utilizzano diversi sistemi di filtraggio. Questo trattamento è importante affinché i sistemi pneumatici abbiano la massima durata possibile.
  • Distribuzione dell’aria compressa: L’aria compressa viene convogliata alle utenze per mezzo di tubi. Affinché l’aria non venga nuovamente contaminata, i tubi devono essere a tenuta stagna e rilasciare meno ruggine o acqua possibile. Nella maggior parte dei casi, anche le modalità di stoccaggio sono integrate nella rete di tubazioni.
  • Applicazione/esecuzione del lavoro: L’aria compressa è convogliata al relativo processo di lavoro per mezzo di valvole o attuatori. Il numero di interruttori e raccordi varia a seconda dell’ambito di applicazione e del dispositivo. Il lavoro meccanico alimentato dall’aria compressa viene svolto dai cosiddetti organi di lavoro, principalmente cilindri pneumatici. L’esatta configurazione del circuito pneumatico è specificata nelle normative internazionali relative ai vari impianti e dispositivi.

Dove viene utilizzata la pneumatica?

I sistemi pneumatici sono utilizzati in un’ampia varietà di settori e settori: sono in uso nella movimentazione dei materiali, nonché nella robotica o nella tecnologia medica. Ulteriori ambiti di applicazione sono la propulsione e il trasporto. Per esempio, i sistemi pneumatici sono integrati nei freni ad aria compressa di camion o autobus. Sono utilizzati anche per gommature pneumatiche, per i vari transpallet e per gli altri carrelli industriali.

Merci più piccole o liquidi possono essere trasportati tramite tubo pneumatico azionato ad aria compressa. Specifici utensili pneumatici funzionano esclusivamente ad aria compressa, ad esempio per spruzzare vernici o per altri trattamenti su superfici.

Vantaggi dei sistemi pneumatici

I sistemi pneumatici presentano numerosi vantaggi. Già soltanto il “materiale” utilizzato dal sistema, ovvero l’aria, è ecologico, economico e disponibile ovunque. L’aria non è solo facile da usare in qualunque proporzione, ma può anche essere facilmente trasportata su lunghe distanze. Ulteriori vantaggi della pneumatica sono:

  • Capacità di stoccaggio: l’aria compressa può essere immagazzinata in un adeguato recipiente a pressione, e quest’ultimo può essere trasportato a sua volta.
  • Resistenza alla temperatura: l’aria compressa non risente delle fluttuazioni di temperatura.
  • Sicurezza: l’aria compressa non comporta rischi di esplosione o incendio.
  • Rispetto dell’ambiente: l’aria compressa che fuoriesce non provoca alcun danno.
  • Struttura semplice dei sistemi: ciò consente soluzioni economiche per gli impianti.
  • Velocità: l’aria compressa garantisce tempi di lavoro molto veloci.
  • Regolazione continua di potenza e velocità: il livello di pressione può essere adattato al relativo utilizzo.
  • Potenza: consente di applicare una potenza elevata in uno spazio operativo relativamente piccolo.
  • Robustezza: un aspetto che consente di contrastare il sovraccarico.
  • Non necessita di raffreddamento aggiuntivo: l’aria stessa garantisce un raffreddamento sufficiente dei singoli componenti.

Uno dei possibili svantaggi della pneumatica industriale è il basso livello di efficienza: anche quando viene sfruttato il calore generato durante la compressione, si disperde energia. Anche il freddo può costituire un problema: quando l’aria compressa scorre attraverso i sistemi e le macchine, può raffreddarli notevolmente e possibilmente ghiacciarli. Quando si lavora con sistemi pneumatici si genera anche rumore, che può però essere ridotto utilizzando materiali fonoassorbenti. Va inoltre tenuto presente che la potenza dei sistemi di aria compressa è limitata.

Fonte dell’immagine:
© gettyimages.de – Denys Yelmanov