HERRAMIENTAS HIDRULICAS Y NEUMTICAS

Javier Chinchilla Garca

HERRAMIENTAS HIDRULICAS Y NEUMTICASHERRAMIENTAS HIDRULICAS 1.- Introduccin 2.- Definicin 3.- Presin. Principio de Pascal 4.- Componentes y clasificaciones 4.1.- Bomba 4.1.1.- Bomba manual de efecto simple 4.1.2.- Bomba manual de doble efecto 4.1.3.- Bomba mecnica de doble efecto 4.2.- Mangueras 4.3.- Herramientas 4.3.1.- Cizallas 4.3.2.- Separador 4.3.3.- Multiuso 4.3.4.- Cilindro separador 4.3.5.- Cortapedales 4.3.6.- Abrepuertas 4.3.7.- Gatos hidrulicos HERRAMIENTAS NEUMTICAS 1.- Introduccin 2.- Presin. Fuerza 3.- Clasificacin 3.1.- Por la presin de trabajo: Alta presin Media presin Baja presin Por motor elctrico Por motor de gasolina Por motor de gas-oil Por aire comprimido

3.2.- Por su utilizacin: 3.2.1.- Elevadores: Javier Chinchilla Garca

-

Alta presin Baja presin

3.2.2.- Tapafugas o hermetizadores: 3.2.2.1.- Externos (se conocen como tapafugas): De presin - Con drenaje - Sin drenaje De vacio con drenaje Bandas tapafugas de conducciones Cuas

3.2.2.2.- Internos (se conocen como hermetizadores): - Sin drenaje - Con drenaje 4.- TABLA RESUMEN DE LOS COJINES 5.- Breve conclusin 6.- Bibliografa consultada

ESTE TRABAJO ES EL RESUMEN DE LAS HERRAMIENTAS TANTO HIDRULICAS COMO NEUMTICAS QUE NOS PODEMOS ENCONTRAR EN LOS S.E.I.S. REPITO QUE ES UN RESUMEN, INCLUSO LOS DATOS TCNICOS SON MUY BSICOS. EFECTIVAMENTE, QUEDAN HERRAMIENTAS QUE AQU NO SE DESCRIBEN. SIMPLEMENTE QUIERO EXPONER UNA IDEA GENERAL. EN EL PRXIMO TRABAJO DE HERRAMIENTAS VOL. II SE ESTUDIAR HERRAMIENTA POR HERRAMIENTA CON TODOS LOS DATOS TCNICOS.

EL AUTOR: JAVIER CHINCHILLA GARCA BOMBERO PROFESIONAL DE ALMERA E INSTRUCTOR TCNICO DE BOMBEROS POR LA UNIVERSIDAD DE ALCOY (VALENCIA) ESPAA.

Muy lejos ha quedado la utilizacin de herramientas manuales en los trabajos que realizan los bomberos, aunque sigue siendo imprescindibles el marro y la cizalla manual. Los nuevos avances en la fabricacin y diseo de herramientas hidrulicas y neumticas han aportado a los Parques de Bomberos multitud de este tipo de herramientas que han hecho posible mejorar nuestra actuacin, sobre todo en accidentes de trfico que van aumentando progresivamente. Pero no slo en estas actuaciones se utilizan estas herramientas. En todo tipo de rescates y salvamentos son imprescindibles y no podemos trabajar sin ellas en muchos casos. Lejos a quedado, digo, el rescate de personas en vehculos utilizando palanquetas, seguetas........... Este documento resume las diferentes herramientas hidrulicas y neumticas que se han ido incorporando a nuestros Servicios, as como sus diferentes caractersticas de forma muy breve. HERRAMIENTAS HIDRULICAS 1.- Introduccin Con el incremento de accidentes de trfico cada vez ms fuertes, han aumentado tambin las actuaciones de los bomberos que con las nuevas herramientas hidrulicas como las cizallas, separadores, cortapedales o multiusos, nuestra actuacin a mejorado en eficacia y tiempo de actuacin. Slo los vehculos pesados, trenes o derrumbamientos pueden hacer que nuestro trabajo sea ms complicado. Hoy por hoy, un accidente de trfico que no sea mltiple se resuelve fcilmente con estas herramientas.Foto diario el mundo

2.- Definicin La hidrulica es la aplicacin de la mecnica de fluidos en ingeniera, para construir dispositivos que funcionen con lquidos, por lo general agua o aceite. La hidrulica resuelve problemas como el flujo de fluidos por conductos o canales abiertos y el diseo de presas de embalse, bombas y turbinas. Las dos aplicaciones ms importantes de la hidrulica se centra en el diseo de activadores y prensas (gatos o herramientas HIDRULICAS) que mediante el fundamento del principio de Pascal consiguen grandes rendimientos. 3.- Presin. Principio de Pascal El principio de Pascal dice que la presin que se realiza sobre un fluido se transmite instantneamente, con la misma intensidad y en todas las direcciones a todos los puntos del lquido. Como la fuerza es igual a la presin multiplicada por la superficie, la fuerza aumenta considerablemente si se aplica a un fluido encerrado entre dos pistones de rea diferente (fundamentalmente en el de rea mayor).

F=PxSF = Newton P = Kg/cm2 S = cm2 10 Nw = 1 Kg. Aprox. Javier Chinchilla Garca

Por ejemplo: un pistn tiene un rea de S1=1 y otro de S2=10. Al aplicar una fuerza de 1 al pistn pequeo se ejerce una presin de 1 tambin. Por el principio de Pascal, en el segundo pistn la fuerza ser de 10 (sin trabajar con unidades). Si f1 = P1 x S1; 1 = 1 x 1 entonces F2 = P2 x S2; F2 = 1 x 10 La fuerza en 2 = 10

En este principio se fundamentan las herramientas hidrulicas de nuestros Servicios, que algunas pueden llegar a trabajar a 720 bares de presin. Holmatro (720 bares). Lukas (630 bares). Enerpac (700 bares). Weber-Hydraulik (630 bares). Existen otras marcas como Zumro y Sides (700 bares), etc. Todas las bombas de cada marca, tanto manuales como mecnicas proporcionan la misma presin en cada una de ellas y para cada herramienta. 4.- Componentes y clasificaciones Una herramienta hidrulica o equipo se compone de una bomba hidrulica, de unas mangueras o tubos flexibles y de la herramienta. 4.1.- Bomba. El grupo de presin o bomba se encarga de suministrar la presin necesaria para que la herramienta funcione a presin. La bomba consta de dos partes: a) Un deposito de aceite con capacidad mnima para el llenado de todo el circuito. b) Una cmara de compresin mediante embolo desplazable por una fuerza manual, mecnica, neumtica o elctrica. Las bombas se pueden clasificar de dos formas, segn los manuales. Una es que la bomba sea doble o sencilla y la otra clasificacin es que sea de efecto simple o doble. Muy concretamente: Doble: la bomba consta de 4 pistones y dos circuitos independientes, pueden trabajar dos herramientas simultneamente. Sencilla: dispone de 3 pistones y un circuito solamente, por lo que las herramientas deben trabajar alternativamente. De efecto simple: para herramientas de un solo efecto. Tienen una sola salida. Liberan la presin mediante una vlvula de alivio. De efecto doble: Para herramientas de doble efecto (o de un slo efecto si la bomba es manual de doble efecto) . Tienen mnimo dos salidas, una de ida del aceite y otra de retorno. 4.1.1.- Bomba manual de efecto simple. Bomba hidrulica para una herramienta de efecto simple, como puede ser un cortapedales. El retroceso se produce liderando la presin del sistema aflojando el tornillo (A) de la bomba. La herramienta tiene un muelle de recuperacin. Esta herramienta proporciona 720 bares de presin y tiene una sola salida para una manguera (B).

B

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2.- Bomba manual de doble efecto. Bomba para herramientas de doble efecto. Tienen dos salidas, macho y hembra para conectar las mangueras de las herramientas. Esta bomba trabaja a 720 bares, mientras que Lukas trabaja a 630 bares.

4.1.2.- Bomba de pie de doble efecto. Esta herramienta tiene la posibilidad de trabajar con herramientas de un solo efecto, puesto que tiene una vlvula de alivio (A), y con herramientas de doble efecto. La herramienta de efecto simple se conecta con una sola manguera.

A

4.1.3.- Bomba mecnica de doble efecto. Por motor elctrico. Pueden trabajar dos herramientas alternativamente. Bomba sencilla.

Por motor de gasolina.. Trabaja con dos herramientas simultneamente. Bomba doble. Motor de 4 tiempos.

Por motor de gas-oil.

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Por aire comprimido. Esta bomba puede funcionar con las botellas de aire comprimido a 8 bares de presin para una sola herramienta. Consigue igualmente, 720 bares de presin.

Esta bomba funciona mediante la energa que le proporciona una batera a 12v o 24v consiguiendo la misma presin que una bomba con motor elctrico, por ejemplo 720 bares o 630 dependiendo el fabricante. La diferencia esta en la velocidad de corte.

4.2.- Mangueras La mangueras o tubos flexibles son de alta presin y su misin es la conducir el aceite en su ida y retoro desde la bomba a la herramienta. Existen de diferentes medidas 3, 5, 10, 15, 20 o 25 metros. Estas ltimas suelen ir en devanaderas. Tienen una presin mnima de rotura de 2.880 bares en el caso de Holmatro, es decir, 4:1. llevan acoplamientos rpidos y a prueba de fugas.

4.3.- Herramientas Herramientas como las Cizallas, los Separadores, los Cilindro separadores, los Cortapedales, los Abrepuertas y los Gatos hidrulicos son utilizados en distintos servicios. Tienen una enorme capacidad de corte y elevacin. Estas herramientas disponen de una vlvula antirretorno que en caso de corte accidental de la manguera se quedan en la posicin de trabajo.

4.3.1.- Cizallas. Esta compuesta por dos cuchillas. Existen de varios modelos, teniendo en algunos casos una fuerza de corte de 45.8 toneladas. Otras pueden

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Otras pueden cortar redondos de acero de 16 mm. Para abrir o cerrar se gira el puo de la herramienta, en el caso de Holmatro o con el dedo purgar se hace girar el mando en un sentido u otro en Lukas. Las cuchillas suelen ser de acero al cromo.

4.3.2.Separador. Esta compuesto por dos brazos que tienen la posibilidad de elevar, separar, comprimir y traccionar y en algunos casos cortar. Las puntas de los brazos son desmontables para poder incorporar cadenas para traccionar por ejemplo. Pueden tener una fuerza de separacin de 22.4 t. Los brazos pueden ser de aleacin ligera de acero o aluminio tratado.

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4.3.3.- Multiuso. Como su nombre indica, pueden hacer la funcin de la cizalla y del separador, es decir, cortar, traccionar, separar o elevar. Tambin se le pueden poner cadenas en algunos modelos. 4.3.4.- Cilindro separador, ram o estampidores. Herramienta que se utiliza para separar, levantar o traccionar, siendo necesario para ello diversos accesorios como son diferentes cabezas y bases que se le cambian, as como alargadores.

4.3.5.Cortapedales Herramienta de efecto simple y de pequeas dimensiones para el corte de pedales, volantes o palancas de cambio en los vehculos. Javier Chinchilla Garca Javier chinchilla Garca

4.3.6.Abrepuertas. Existen dos modelos. Uno es hidrulico de efecto simple, que es el primer caso. El otro se comprime contra la jamba o marco de la puerta, mientras el otro cilindro empuja la puerta. Slo se pueden abrir las puertas hacia dentro.

4.3.7.- Gatos hidrulicos. Existen de diferentes fuerzas de elevacin, as como tamaos mas o menos voluminosos. Pueden levantar desde 10 t a 52 t segn tipo de gato.

4.3.8.- Otros tipos de herramientas hidrulicas. Cizalla y multiuso de uso manual con las mismas prestaciones que con motor.

Accesorios como una cua hidrulica o estrangulador de tubos. Son herramientas de efecto simple.

Otro tipo de herramientas que sirven de apoyo y que son interesantes como el cortador de vidrio de los vehculos. Ideal para cortar parabrisas laminados que estn pegados. Tambin es novedoso el protector de seguridad para airbag, que se pone alrededor del volante y se tensa fuerte de sus correas. Otro accesorio importante para el cilindro separador es el soporte para su base, ideal para los accidentes de vehculos. De Holmatro y Lukas.

CORTA CRISTALES

PROTECCIN AIRBAGS

Para estabilizar vehculos se fabrican las bases de apoyo que inmovilizan los vehculos accidentados.

Fotos de la utilizacin de las herramientas

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HERRAMIENTAS NEUMTICAS 1.- Introduccin. Cojines neumticos Este tipo de herramientas han experimentado un gran avance. No slo utilizamos los cojines elevadores, sino que, contamos tambin ltimamente con los cojines hermetizadores que neutralizan los derrames en cisternas o conducciones. Existe una gran variedad que pasamos a resumir. 2.- Presin. Fuerza Este tipo de herramientas o equipos trabajan con aire comprimido. El principio de funcionamiento o capacidad de elevacin de los cojines viene dado por la definicin que la fsica hace de la presin como fuerza ejercida por unidad de superficie.

F P = --------SDonde P se expresa en Kg./cm2, F en Kg. y S en cm2. Para determinar la fuerza de elevacin de un cojn despejamos de la formula la fuerza y sta queda que es igual a la presin por la superficie: F = P x S. Si tenemos un cojn de alta a 8 bares con una superficie de 35 x 35 cm2 el resultado es el siguiente: F = P x S; F = 8 x (35 x 35) cm2 = 8 x 1.225 cm2 = 9.800 Kg. Es decir, este cojn podra levantar 9.800 Kg. Aunque sabemos que conforme se eleve el cojn, la superficie de contacto disminuye, y por tanto, la fuerza. 3.- Clasificacin Existen dos clasificaciones de cojines. Uno por la presin del aire a que trabajan y la otra clasificacin va en relacin a su utilizacin. 3.1.- Por la presin de trabajo. Existen tres tipos: Alta presin Media presin Baja presin

Alta presin: trabajan a 8 bares y 10 en los ltimos modelos de la marca Zumro. Suelen estar fabricados en neopreno de alta densidad y una estructura de varias capas trenzadas de armida (kevlar). Otro tipo esta formado por neopreno reforzado con capas de acero. Las caras externas son antideslizante. La fuerza de elevacin vara en Holmatro de 4,8 t a 67 t. En Vetter vara de 10 t a 68 toneladas. La presin de rotura es muy elevada, de 32 a 72 bares segn modelos. La altura de elevacin puede llegar hasta 52 cm. El consumo de aire es de 2,7 a 1457 litros, siempre segn modelo. Pueden trabajar a 115 C en un tiempo de pocos segundos. Se utilizan paras elevar, separar o estabilizar.

Cojines a 8 bares

Cojines a 10 bares

Media presin. Son los cojines conocidos como hermetizadores, tapafugas o vendas segn la denominacin de los fabricantes. Trabajan a 1,5 bares de presin, aunque existe de 1,0 bares y 2,5 bares, pero no son muy utilizados por los bomberos. Los tapafugas y vendas son de material muy flexible con refuerzos de tejido de poliamida. Los hermetizadores son de caucho sinttico muy resistente y de gran solidez. Existe una gran variedad segn sea su funcin como veremos mas adelante. Tapafugas Bandas tapafugas

Hermetizadores

De vacio con drenaje

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Baja presin. Trabajan a 0.5 bares de presin. Se utilizan principalmente para estabilizar y elevar. Estn fabricados en neopreno de alta resistencia o de tejido de poliamida revestido de neopreno. En las caras externas llevan refuerzos especiales para evitar posibles pinchazos y roturas. Algunos modelos llevan unas bandas interiores de proteccin. La fuerza de elevacin varia de 3 a 16 toneladas segn modelos. El consumo de aire es considerable para los de gran volumen. Cojines de baja 0.5 bares Cojines de baja 0.5 bares

3.2.- Por su utilizacin. Los cojines se pueden utilizar bsicamente para elevar, separar cargas y como tapafugas o hermetizadores. En este ltimo caso existe una gran variedad que en resumen puede quedar: 3.2.1.- Elevadores: Alta presin Baja presin

3.2.2.- Tapafugas y hermetizadores. Pueden ser internos o externos, segn su colocacin. 3.2.2.1.- Externos (se conocen como tapafugas). Existen los siguientes tipos segn trabajen por presin o vaco y si tienen drenaje o no. El tener drenaje permite evacuar el lquido. Existe: De presin - Con drenaje - Sin drenaje De vaco con drenaje Bandas tapafugas de conducciones Cuas

De presin: Trabajan a 1.5 para no daar el recipiente donde est contenido el lquido. Pueden tener drenaje o slo hacer la funcin de taponar la salida e impedir el derrame. Como caracterstica especial, es que el color de las mangueras es diferente a las de alta presin para no confundirlas. Adems el sistema de conexin va al contrario que los de alta por el mismo motivo.

De presin sin drenaje

De presin con drenaje

De vaco con drenaje. Cojn que realiza el vaco para pegarse a la cisterna y mediante el drenaje permite la salida del lquido. El vaco se produce por efecto venturi a una presin de 6 a 8 bares, o 2 a 4 bares segn fabricante. Holmatro 6 a 8 bares Vetter de 3 a 6 bares

Bandas tapafugas de conducciones. Se ponen en tuberas. Trabaja a 1.5 Bares

Cuas Muy tiles para tapar fugas de pequeos dimensiones en cisternas. Muy sencillo de colocar con una bomba de pie. Trabaja a 1.5 bares

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3.2.2.2.- Internos (se conocen como hermetizadores). Sirven para tapar conducciones de tuberas o para evitar que el lquido entre en las alcantarillas. Los que tienen drenaje pueden recoger el lquido. Con drenaje Sin drenaje

Este modelo lleva adems para comprobar la estanqueidad de las tuberas

TABLA COJINES

COJN

PRESIN DE TRABAJO 8 Y 10 BARES

UTILIZACIN

ALTA

ELEVACIN, ESTABILIZACIN SEPARACIN TAPAFUGAS

MEDIA

1.5 BARES HERMETIZADORES

BAJA

0.5 BARES

ELEVACIN Y ESTABILIZACIN

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Conclusiones. Gracias a esta variedad de herramientas que poco a poco se van incorporando en los Parques de Bomberos, podemos realizar nuestras actuaciones con gran eficacia y rapidez. INSISTO: No se ha especificado ms datos tcnicos y caractersticas por ser un trabajo resumen de las herramientas que existen actualmente en el mercado. No se han expuesto todas, han quedado otras para exponer en un futuro.

chinchibom@terra.es

Bibliografa consultada

Catalogo de Holmatro. Pagina de holmatro.com Catalogo de Vetter. Pagina de Vetter Catalogo de Lukas. Pagina de Lukas Catalogo de Zumro Catalogo de Sides. Pagina de Sides Catalogo de Weber-hydraulik. Pagina de Weber Manual Bsico del bombero, captulo 6, hidrulica ao 1995. Edita Gobierno Pas Vasco. Autor Pedro de Anitua. Pgina 123. Curso de rescate de accidentes . ESPA ao 1998. Herramientas hidrulicas. Autor Bomberos de Sevilla. Sin nmero de pgina. Curso de rescate en accidentes. Autor Bomberos de Granada ao 2000. Herramientas de descarcelacion. Sin nmero de pgina. Bomberos de Barcelona. Formacin. Autor Bomberos de Barcelona ao 1993. Herramientas hidrulicas y neumticas.