Evoluzione
La scienza pneumatica, derivante dal greco πνευματικός ("pneumatikos, cioè che proviene dal vento") è la disciplina che si occupa dello spostamento di forze tramite l'uso di gas in pressione che sovente è rappresentato dall'aria compressa. Insieme alla disciplina della meccanica, all'elettrica e all'oleodinamica, l'energia pneumatica costituisce i quattro tipi di energia che l'uomo usa per l'automazione. Nell'antichità, 2.500 anni prima di Cristo, si utilizzavano soffietti e nella sua evoluzione, l'uomo cominciò a comprimere l'atmosfera nel settore metallurgico, in quello minerario e nella costruzione dei primi organi lavoranti. Seppure, quindi, l'uso di questa tipologia di forza sia noto da tempo all'umanità, è solo nel XIX secolo che si è studiata sistematicamente e la si è adottata a livello industriale per l'azionamento e il controllo di macchinari così da poter ottenere processi più veloci e precisi, eliminando anche alcune lavorazioni piuttosto difficoltose da compiere manualmente e rendendo più agevoli i processi.
Che cos'è
Per capire l'importanza dell'aria compressa nella tecnica moderna bisogna pensare, per un attimo, al dettaglio delle sue applicazioni. Non pretenderemo di redigere qui un trattato tecnico sul suo uso, ma avere un'idea più ampia dei suoi impieghi: nel creare movimenti rettilinei viene utilizzata nel sollevamento e nell'abbassamento; nell'alimentazione degli attrezzi di fissaggio, nelle operazioni di apertura e chiusura, nelle presse pneumatiche, sui robot industriali, nelle operazioni di trasporto e spinta e negli impianti di frenatura. Nel creare movimenti rotatori la compressione è utile sulle avvitatrici, molatrici, trapani, cesoie. Invece, come mezzo di verifica entra nei processi di controllo della posizione degli utensili sulle macchine lavoratrici, nelle sequenze di lavoro, nel bloccaggio e nella decelerazione.
Caratteristiche
Le caratteristiche intrinseche sono molteplici. Innanzitutto è presente in quantità illimitata e gratuitamente; è facile da trasportare e le tubazioni possono essere piccole e, all'occorrenza, flessibili (si può addirittura immagazzinare in bombole); non presenta problemi di deflagrazione; il suo funzionamento non è condizionato da fattori esterni come presenza di impurità, umidità, basse temperature, vibrazioni meccaniche e campi elettrici; gli organi motori possono essere sovraccaricati fino all'arresto; questo elemento compresso può essere scaricato direttamente in atmosfera, senza necessità di riciclo o trattamenti; i movimenti, siano essi rettilinei o rotativi, avvengono in modo semplice, a differenza dei motori elettrici che necessitano di organi trasformatori del moto.
Difetti dell'aria compressa
Naturalmente, manca lo spazio per poter indicare tutte le caratteristiche dell'aria compressa, è doveroso però, parlare anche degli aspetti negativi che possono derivare dal suo utilizzo e che possono tradursi in: necessità di un trattamento preventivo dell'atmosfera prima del suo utilizzo (specificatamente eliminazione dell'umidità, deleteria per molti utensili azionati); la regolazione della velocità non è semplice; i costi di esercizio sono compromessi dalle perdite per trafilamento; l'olio utilizzato per la lubrificazione dei componenti viene scaricato in atmosfera inseme gli scarichi sono piuttosto rumorosi.Per ovviare ad alcuni di questi inconvenienti ed ottimizzarne l'utilizzo l'atmosfera viene filtrata in ingresso al compressore, compressa e successivamente immagazzinata in un serbatoio, rimanendo così sempre a disposizione con pressioni e quantità costanti permettendo di evitare interruzioni nelle lavorazioni.