En un sistema Servocontrolado o de Servomotion, los actuadores juegan un papel fundamental, porque se encargan de automatizar el movimiento de componentes y sistemas, cumpliendo con diferentes funciones.
Existen diversos tipos de actuadores, algunos pueden ser lineales y otros rotativos, dependiendo de la aplicación.
Un actuador lineal convierte energía (eléctrica, neumática o hidráulica) en movimiento lineal, es decir, en una acción que va de un punto “A” a un punto “B” en línea recta. Son esenciales para automatizar procesos donde se necesita mover, empujar o posicionar objetos de forma precisa y controlada.
En este artículo te compartiremos las características, así como las principales ventajas y desventajas de los Actuadores Lineales Electromecánicos y Neumáticos, para que selecciones el que mejor te convenga.
Actuadores Lineales Electromecánicos
Este tipo de actuadores permiten realizar tareas repetitivas con precisión, rapidez y eficiencia. Su capacidad para transformar energía en movimiento los convierte en pieza clave dentro de líneas de producción, estaciones de inspección o sistemas de empaque.
Los actuadores lineales se dividen en 2 categorías:
- Actuadores de vástago: Cuentan con un eje (vástago), que se extiende o retrocede linealmente a medida que se aplica energía. Son ideales para tareas de empuje o tracción directa.
- Actuadores tipo slide : Este otro tipo de actuadores, en lugar de un vástago que se mueve hacia dentro o hacia fuera, utilizan una plataforma deslizante guiada que permite un movimiento más estable y preciso. Son comunes en aplicaciones de pick and place, posicionamiento de piezas y transferencia en líneas de producción.
A continuación, te presentamos algunas de las aplicaciones por sector de los Actuadores Lineales Electromecánicos:
Ventajas de los Actuadores Lineales Electromecánicos
- Precisión y repetibilidad: Respuesta dinámica y con repetibilidad constante, ideales para procesos automatizados de alta exigencia, que permite realizar movimientos complejos o delicados, con precisión milimétrica o incluso micrométrica.
- Eficiencia energética: Bajo consumo energético, especialmente en líneas que trabajan 24/7, ya que solo consumen energía cuando se mueven, no requieren compresores ni bombas, logran entre un 80 y 90% de eficiencia energética del sistema.
- Productividad : En este tipo de sistemas, es posible trabajar con diferentes tipos de productos en un mismo proceso, lo que permite optimizar la producción, aumentando el número de piezas producidas por minuto o disminuir el tiempo de ciclo, traduciéndose en mayor productividad.
- Flexibilidad: Integración digital sencilla, ya que se comunican fácilmente con PLCs, controladores industriales, robots o sistemas SCADA a través de protocolos como EtherCAT, Profinet, Modbus, CANopen, lo que facilita la industria 4.0, el monitoreo remoto y mantenimiento predictivo.
- Versatilidad en aplicaciones: Pueden adaptarse a múltiples tareas industriales como prensado y ensamble, posicionamiento en pick and place, corte automático, empaque, dosificación y etiquetado.
- Mantenimiento: Los Actuadores Lineales Electromecánicos, requieren de muy poco o nulo mantenimiento, por lo tanto, su productividad es mayor, adicionalmente, es posible programar el tiempo de aceleración y desaceleración para evitar colisiones internas que pueden desgastarlos.
Unimotion es una marca de Actuadores Lineales Electromecánicos, diseñados para aplicaciones industriales exigentes, ya que son altamente compatibles con motores paso a paso, servomotores y sistemas de control de diversas marcas. Además, ofrecen soluciones con guías lineales integradas que aumentan la estabilidad y reducen el desgaste por fricción.
Por su parte LinMot se especializa en actuadores electromagnéticos lineales de alto rendimiento, sin partes mecánicas de contacto como tornillos de bolas o bandas. Esto reduce el mantenimiento a casi cero y permite velocidades, aceleraciones y ciclos de vida superiores. Son ideales para aplicaciones que requieren cambios rápidos de posición, alta repetibilidad y sincronización con sistemas de visión o robótica avanzada. Su diseño compacto y cerrado los hace perfectos para entornos con altos requisitos de higiene, como la industria alimentaria y farmacéutica.
Desventajas de los Actuadores Lineales Electromagnéticos
- Mayor costo inicial: Los actuadores electromecánicos suelen ser más costosos que los neumáticos o hidráulicos, sin embargo, a la larga el costo se reduce porque no requieren mantenimiento exhaustivo, ni componentes adicionales como en el caso de los actuadores neumáticos.
- Sensibilidad a ambientes agresivos: Al ser componentes eléctricos y electrónicos, son más vulnerables al polvo, humedad, vibraciones, calor extremo o ambientes explosivos si no están adecuadamente protegidos.
- Complejidad en instalación y programación: Estos sistemas necesitan controladores (servodrives), cableado especializado, configuración de parámetros (PID, perfiles de movimiento, etc.) y una alineación precisa, por lo que implican mayor capacitación técnica y un tiempo de puesta en marcha más largo.
Actuadores neumáticos
Los actuadores neumáticos convierten la energía del aire comprimido en movimiento mecánico, son muy utilizados en la automatización industrial por su rapidez, sencillez y bajo costo inicial.
El funcionamiento básico se basa en la presión del aire comprimido que empuja un pistón o un emboló dentro de un cilindro. Al controlar la entrada y salida del aire mediante válvulas, el actuador puede moverse hacia adelante y hacia atrás, produciendo movimiento.
Ventajas de los Actuadores Neumáticos
- Alta velocidad de operación: Los actuadores neumáticos pueden alcanzar velocidades lineales muy altas (hasta 1–2 m/so más), lo que los hace ideales para aplicaciones donde la rapidez es crítica, como en sistemas de clasificación, empaques o pick and place.
- Simplicidad mecánica: Estos actuadores tienen un diseño simple, un cilindro, un pistón, válvulas y tuberías, esto facilita la instalación, el diagnóstico de fallas y su mantenimiento general.
- · Costos iniciales bajos: El precio unitario de un actuador neumático es significativamente menor que el de un actuador eléctrico o hidráulico, especialmente en aplicaciones donde no se requiere alta precisión, por lo tanto, son ideales para proyectos de automatización de bajo presupuesto o aplicaciones con tareas simples y repetitivas.
- Seguridad en entornos explosivos o húmedos: Al no requerir electricidad en el actuador (solo en válvulas solenoides y sensores si se usan), los neumáticos pueden utilizarse en ambientes donde hay riesgo de explosión, polvo o humedad excesiva.
- · Fácil integración con sistemas de control: Los actuadores neumáticos son compatibles con controladores simples como PLC, y pueden utilizarse con válvulas de solenoide para un control digital básico.
Desventajas de los Actuadores Neumáticos
Aunque los actuadores neumáticos son ampliamente usados por su bajo costo y rapidez, también tienen limitaciones importantes que se deben considerar al elegir el sistema adecuado para una aplicación:
- Baja precisión y control limitado: Los actuadores neumáticos no están diseñados para ofrecer control de posición preciso. Aunque existen sistemas con sensores y válvulas proporcionales, su precisión sigue siendo limitada en comparación con los actuadores eléctricos.
- Dependencia del aire comprimido: Requieren un sistema completo de generación y tratamiento de aire como compresores, filtros, reguladores, secadores, etc. Esto implica mayores costos de infraestructura, mantenimiento y consumo energético, incluso cuando el actuador está inactivo.
- Fugas de aire: Con el tiempo, los sellos del cilindro, las válvulas o las conexiones pueden desarrollar fugas, lo hace que disminuye la eficiencia, aumenta los costos de operación y reduce la fuerza y la velocidad del actuador.
- Vida útil limitada si no se mantiene correctamente: Los contaminantes como agua, aceite o partículas en el aire comprimido pueden dañar válvulas y sellos internos rápidamente. La falta de filtrado adecuado es una causa común de fallos prematuros.
En la siguiente tabla te presentamos un resumen de las principales diferencias entre los Actuadores electromecánicos vs. actuadores neumáticos:
Los Actuadores Lineales Electromecánicos a menudo reemplazan a los Neumáticos por la baja eficiencia, los altos costos de puesta en marcha, reconfiguración, servicio y mantenimiento, y las limitadas capacidades de control. Una comparación de costos totales demuestra que los accionamientos lineales eléctricos, a los precios actuales de los componentes y la electricidad, se amortizan en unos pocos meses, sin embargo los Neumáticos, los costos de energía, de inversión y mantenimiento hacen que a la larga sean más costosos.
Las pruebas han demostrado que, en conjunto, representan alrededor del 20% de los costos operativos totales, como se ve en el siguiente ejemplo:
Los actuadores lineales son fundamentales en el mundo de la automatización, elegir entre modelos de neumáticos o electromecánicos dependerá del tipo de aplicación, el presupuesto y el nivel de control requerido. Mientras los actuadores neumáticos siguen siendo una opción accesible para tareas simples y repetitivas, los electromecánicos ofrecen ventajas en precisión, eficiencia y programabilidad.
Marcas como Unimotion y LinMot ofrecen soluciones de vanguardia que combinan tecnología, confiabilidad y facilidad de integración, posicionándose como aliados estratégicos en la industria 4.0. y en Urany distribuimos ambas marcas, si requiere apoyo en cálculo, Ingeniería de detalle y componentes para control de movimiento, contáctanos, podemos ayudarle en www.Urany.net
