Simulación
neumática en las asignaturas de Tecnología Industrial
Mª Amelia Tierno López. Profesora de Tecnología. (Datos de la autora)
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 LOGSE señala 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.
¿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:
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 automatizadas,
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.
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.
-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
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:
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:
www.automationsudio.com/espanol/index.html
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
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