Acumuladores hidráulicos

En este artículo explicaremos en detalle el funcionamiento, las ventajas y los distintos tipos de acumuladores hidráulicos que existen:

Funcionamiento del acumulador hidráulico.

Desde el punto de vista operativo, el acumulador hidráulico es un componente esencial para el funcionamiento óptimo del sistema hidráulico.

El acumulador almacena energía por medio de un gas comprimido (el más común es el Nitrógeno) de forma que, en el momento en que la presión del circuito está por debajo de la presión a la que se encuentra el gas comprimido, éste desplaza el fluido hidráulico contenido en el acumulador hacia el sistema.

Por tanto, aparte de ser una fuente de acumulación de energía y, dada la capacidad de amortiguación que tiene el gas comprimido, el acumulador puede atenuar comportamientos dinámicos indeseados en el circuito hidráulico.

Ventajas del uso del acumulador hidráulico.

La instalación adecuada de un acumulador hidráulico mejora el rendimiento de toda la instalación. Su uso en el circuito permite lo siguiente:

• Reserva de energía: los acumuladores permiten disponer de una cantidad de energía que puede utilizarse de forma instantánea en el circuito en un momento dado. El acumulador puede suministrar un caudal adicional al de la bomba hidráulica cuando el sistema lo requiera. De esta forma se consigue que el motor de accionamiento y la bomba puedan ser de menor tamaño con el correspondiente ahorro de costes y energía que ello conlleva.
• Compensación de fugas internas: en sistemas hidráulicos con componentes que por sus características constructivas tienen fugas internas (por ejemplo, las válvulas de corredera como los distribuidores, desviadoras o electroválvulas), el acumulador puede ir compensando esas pequeñas fugas y de esta forma evitar arranques y paros continuos del motor de accionamiento para compensar esas bajadas de presión. De esta forma, el sistema es más eficiente (se ahorra energía) y los componentes del sistema sufren menos por lo que se prolonga la vida útil y, por lo tanto, se reducen los costes de servicio y mantenimiento.
• Compensación de los niveles de presión: en un circuito hidráulico se producen cambios en los valores de presión cuando el fluido está expuesto a menudo a variaciones de temperatura (sobre todo si el sistema trabaja a la intemperie). El acumulador compensa estas variaciones en la presión por lo que se evitan, de nuevo, arranques del grupo motor-bomba innecesarios y, de esta forma, se consigue un sistema más eficiente.
• Amotiguación de impulsos y de ruido: el mercado demanda de forma contínua máquinas cada vez más rápidas y con ciclos de trabajo más largos. Estas velocidades altas provocan choques, vibraciones y ruidos que pueden ser atenuados mediante la utilización de los acumuladores hidroneumáticos.
• Suspensión en maquinaria móvil: cuando un equipo móvil se desplaza por desniveles o cuando choca con algún obstáculo, el acumulador permite absorber ese golpe mecánico lo cual permite una velocidad de movimiento más elevada, un apoyo seguro de la carga y reduce costes en el mantenimiento del vehículo.

Tipos de acumuladores.

Existen básicamente 3 tipos de acumuladores según sus características constructivas:

Acumuladores de membrana o diafragma.

De los 3 tipos de acumuladores es el de menor peso y tamaño y se utiliza en aplicaciones con necesidades de volumen y caudal bajo. Es adecuado para aplicaciones de todo tipo pero se utiliza mayormente como anti-choque o absorción de impulsos en máquinas móviles.

El ratio de presión es de 8:1 normalmente, admite cualquier posición de montaje y su coste relativo es el más bajo de los 3 tipos de acumuladores.

En acumuladores de membrana existen los de tipo soldado y tipo roscado. Los primeros no son reparables y los segundos sí lo son al poder reemplazarse la membrana interna.

Acumuladores de vejiga.

Se utilizan en todo tipo de aplicaciones tanto móviles como industriales.

El ratio de presión es de 4:1 normalmente, su posición de montaje es preferiblemente en vertical y su coste relativo es el intermedio de los 3 tipos de acumuladores.

Acumuladores de pistón.

Es el tipo de acumulador más adecuado para volúmenes elevados y para caudales altos. No se recomienda para aplicaciones donde se precise reducir o eliminar los efectos dinámicos indeseados de los circuitos hidráulicos.

Su posición de montaje preferiblemente es en vertical y su coste relativo es el más alto de los 3 tipos de acumulador mencionados. El peso y coste relativo también es el más elevado de los 3.

Acumuladores en carretillas.

Una típica aplicación de los acumuladores hidráulicos es su uso en carretillas elevadoras de horquilla para eliminar vibraciones.

Carretilla sin acumulador:

• Menor control del vehículo.
• Daños en los bienes cargados por la horquilla.
• Mayor fatiga del conductor.
• Dificultad a la hora de controlar la palanca de elevación de la carga.
• Daños en componentes de la carretilla debido a las vibraciones.

Carretilla con acumulador:

• Más control del vehículo.
• Los bienes son transportados sin sufrir daños.
• Menor cansancio del conductor durante la jornada laboral.
• Mayor facilidad al controlar la palanca de elevación de la carga.
• Menor necesidad de mantenimiento y de falta de productividad de la carretilla debido a la absorción de las vibraciones.

Se recomiendan los siguientes tamaños de acumulador en función de la capacidad de carga de la carretilla:

• De 500 a 1.000 kg: Acumulador recomendado de volumen 0.5 litros.
• De 1.000 a 3.000 kg: Acumulador recomendado de volumen 0.75 litros.
• De 3.000 a 5.000 kg: Acumulador recomendado de volumen 1 litro.
• De 5.000 a 12.000 kg: Acumulador recomendado de volumen 2.5 ÷ 3.0 litros.

El montaje del acumulador se realiza en la línea que hay entre el cilindro hidráulico de elevación de carga de la carretilla y el distribuidor de la palanca de mando.

Nota importante: Los acumuladores pueden suministrarse con o sin pre-carga de Nitrógeno. Los acumuladores con pre-carga están preparados para su uso inmediato pero no pueden ser transportados por avión.

Esperamos que este artículo les haya sido de ayuda. En Hidráulica Hidraoil trabajamos con las principales marcas de fabricantes de acumuladores del mercado: Hydro Leduc, Fox, Bosch Rexroth, Olaer, Parker, Hydac, Integral Hydraulics, Roth Hydraulics, Saip, etc.

¿Necesita ayuda con la selección del acumulador más adecuado para su nuevo circuito hidráulico o para adaptar a un sistema hidráulica existente? Nuestro experimentado equipo de ingenieros pueden ayudarle a definir el tipo y tamaño más adecuado así como la carga de nitrógeno que precise su máquina.