I sistemi pneumatici sono sistemi meccanici che utilizzano gas compressi. Sono simili ai sistemi idraulici, che sono sistemi meccanici che utilizzano liquidi nel trasferimento delle forze. I sistemi pneumatici sono quasi ovunque nel mondo moderno. I dentisti usano la pneumatica per azionare i trapani, i carpentieri usano la pneumatica per alimentare i martelli pneumatici, i camionisti usano i freni pneumatici e la NASA utilizza la pneumatica per controllare il funzionamento dei veicoli di lancio satelliti.
Principi di base
La pneumatica è fondamentalmente un metodo per trasformare l'elettricità in movimento meccanico usando gas compressi anziché motori o elettromagneti. Per molte applicazioni, questo è molto più efficiente e pratico. I sistemi includono tipicamente un compressore d'aria, che immagazzina l'aria compressa in un cilindro e la rilascia sotto controllo elettrico. Il gas compresso è quasi sempre aria comune perché è libero e non tossico. Spesso l'aria viene leggermente modificata eliminando parte del vapore acqueo e aggiungendo una piccola quantità di olio nebulizzato per rendere il gas più adatto alla macchina.
Applicazioni
I sistemi pneumatici sono ampiamente utilizzati per il potere utensili. Un altro esempio è l'utensile elettrico che un meccanico di automobili usa per prendere i dadi ad alette che tengono un pneumatico sul mozzo. Il meccanico può facilmente decollare anche i dadi più duri in pochi secondi. Ci sono dozzine di altri utensili elettrici pneumatici in odontoiatria, falegnameria, officine meccaniche e laboratori. Altre applicazioni includono martelli pneumatici, i sistemi di erogazione dei cilindri utilizzati da alcune banche e vari lanciatori e pistole progettati per spingere oggetti. Un'applicazione interessante è una nuova automobile francese che funziona ad aria compressa. L'elettricità viene utilizzata durante la notte per comprimere l'aria in un cilindro di bordo e l'auto funziona tutto il giorno senza carburante e senza emissioni inquinanti.
Pneumatica vs idraulica
I sistemi idraulici di solito usano l'olio come controllo fluido. I sistemi idraulici hanno il vantaggio di poter gestire carichi più grandi, e lo svantaggio è che se c'è una perdita provoca un gran casino ed è costoso da riparare. Una perdita in un sistema pneumatico significa che si scarica aria ordinaria, che può essere sostituita gratuitamente quando la perdita è fissa. I sistemi pneumatici sono preferiti quando deve esserci una certa quantità di "dare" o "gioco" nel sistema (i gas sono comprimibili). I sistemi idraulici sono preferiti quando le alte pressioni devono essere mantenute senza fluttuazioni.
Applicazioni High-Tech
La pneumatica non è una tecnologia in via di estinzione - tutt'altro. Ci sono almeno due applicazioni high-tech di pneumatica che hanno un posto nel nostro futuro tecnologico: McKibbens e sistemi di logica pneumatica. I McKibbins sono talvolta chiamati "muscoli artificiali". Sono tubi di gomma gonfiabili circondati da una rete metallica. Quando gonfiati si contraggono e si allungano quando vengono sgonfiati. Sono attualmente utilizzati per alimentare le braccia e le gambe robotiche. La logica pneumatica è l'uso di canali complessi per fluidi che si comportano come semplici circuiti di computer. I sistemi di logica pneumatica presentano molti vantaggi rispetto ai sistemi elettronici, come il fatto che le radiazioni non interferiscono con essi. Questi sistemi sono attualmente utilizzati dalla NASA per controllare la separazione in fase di razzo.
