Neumática e hidráulica · Tecnología e Ingeniería (con soluciones)

PAU Comunitat Valenciana · 25 ejercicios, del más reciente al más antiguo

1. 2026 · Extraordinaria 2026 · Ejercicio 3B · Opción B
Un taller utiliza un cilindro neumático de doble efecto para marcar piezas especiales. El circuito es el mostrado en la figura. [Figura: cilindro de doble efecto con el vástago a la derecha; cada cámara se alimenta a través de una válvula reguladora de caudal unidireccional (estrangulador regulable al 30 % con antirretorno que permite el paso libre hacia el cilindro). Una válvula 4/3 de centro cerrado, con muelle y mando neumático en ambos extremos, tiene la presión en la vía 1, escape en 3, la vía 4 a la cámara trasera (lado del émbolo) y la vía 2 a la cámara del vástago. Dos válvulas 3/2 normalmente cerradas con pulsador y retorno por muelle, P1 y P2, conectadas a la red de aire, dan la señal de pilotaje: P1 al extremo izquierdo (conecta 1 con 4 y 2 con 3) y P2 al extremo derecho (conecta 1 con 2 y 4 con 3).]
- a)Explicar detalladamente el funcionamiento del cilindro, indicando qué sucede cuando se acciona cada pulsador y cuando se deja de hacerlo.
- b)¿Qué movimiento es más rápido, el que se tiene al accionar P1 o P2? Justificar la respuesta.
- c)¿Qué sucede si se mantiene accionado uno de los pulsadores durante más tiempo que lo que tarda el cilindro en hacer todo su recorrido? ¿Qué se podría incluir en el circuito para no tener ese comportamiento?
- d)La empresa se plantea reducir la presión de trabajo de 6 a 4 bar. Justificar razonadamente cómo afecta esta medida al consumo de energía eléctrica.
Apartado a
1. 1. Funcionamiento con P1
  Reposo: sin pulsar P1 ni P2 no llega aire a los pilotos y los muelles dejan la válvula 4/3 en posición central, con todas las vías cerradas. Al pulsar P1 se pilota el extremo izquierdo: la válvula pasa a 1→4 y 2→3. El aire entra por la cámara del émbolo y la del vástago se vacía por el escape: el vástago avanza
  Con P1 el vástago sale (avance)
2. 2. Funcionamiento con P2
  Al pulsar P2 se pilota el extremo derecho: posición cruzada, 1→2 y 4→3. El aire entra por la cámara del vástago y la del émbolo se vacía: el vástago retrocede. Al soltar P2 la válvula vuelve al centro y el cilindro se detiene
  Con P2 el vástago entra (retroceso)
Apartado b
1. 1. Velocidad
  Los reguladores con antirretorno dejan entrar el aire libremente y estrangulan la salida (30 %). La velocidad la fija el caudal de aire que escapa dividido por el área de la cámara que se vacía. Con P1 se vacía la cámara del vástago (área anular, menor); con P2, la del émbolo (área completa, mayor)
  Más rápido el movimiento de P1 (avance)
Apartado c
1. 1. Si se mantiene el pulsador
  El cilindro llega al final de carrera y se queda parado con la cámara de trabajo a la presión de red mientras se mantiene el pulsador; la válvula sigue pilotada y el cilindro no vuelve hasta que se suelte y se pulse el otro
  Se mantiene la fuerza en el extremo, sin retroceso automático
Apartado d
1. 1. Reducir la presión de 6 a 4 bar
  El consumo de aire (volumen normal) por ciclo es proporcional a la presión absoluta: $\frac{4 + 1}{6 + 1} = 0, 71$ . La energía de compresión isoterma por ciclo es proporcional a $p ln p$ : $\frac{5 ln 5}{7 ln 7} = 0, 59$
  Menos aire y menos energía eléctrica del compresor: ahorro teórico de ≈ 29 % en aire y ≈ 41 % en energía (valor máximo teórico)
Respuesta final: P1: avanza; P2: retrocede; sin pulsar, el cilindro se queda parado (centro cerrado); más rápido el avance (P1); mantener el pulsador deja el cilindro presionando en el extremo (solución: final de carrera); menos presión: menos aire y energía.
2. 2025 · Extraordinaria 2025 (Especial DANA) · Ejercicio 4B · Opción B
El esquema de la figura muestra el control de apertura y cierre neumático de la puerta de un autobús. [Figura: un cilindro de simple efecto con retorno por muelle, con dos válvulas reguladoras de caudal unidireccionales (estrangulador con antirretorno) en serie en su conducción de alimentación. La conducción llega a una válvula selectora (de simultaneidad "O", con dos entradas) con dos ramas: a la izquierda, dos válvulas 3/2 en serie, la primera "accionada por el freno de mano" (rodillo, retorno por muelle, con la alimentación de aire a la izquierda) y la segunda "accionada por el chófer" (palanca); a la derecha, una válvula 3/2 "pulsador de emergencia" (seta, retorno por muelle) con su propia alimentación de aire.]
- a)Identificar cada uno de los elementos.
- b)Explicar su función.
- c)Diseñar el circuito neumático de un cilindro de simple efecto que solamente se activa si se accionan, a la vez, dos pulsadores.
Funcion Y neumatica: dos valvulas 3/2 en serie
Apartado a
1. 1. Identificación de elementos
  Cilindro de simple efecto con retorno por muelle (actuador de la puerta). Dos válvulas reguladoras de caudal unidireccionales (estrangulador con antirretorno). Válvula selectora «O» (de doble efecto). Tres válvulas 3/2: una accionada por el freno de mano (rodillo, retorno por muelle), otra accionada por el chófer (palanca) y un pulsador de emergencia (seta, retorno por muelle)
  —
Apartado b
1. 1. Función de cada elemento
  El cilindro mueve la puerta: con aire avanza y al dejar de recibirlo el muelle lo devuelve. Los reguladores de caudal ajustan la velocidad de apertura y cierre. La selectora deja pasar aire al cilindro si llega por cualquiera de sus dos entradas. Las válvulas 3/2 envían aire cuando se accionan
  —
2. 2. Lógica de mando
  La válvula del freno y la del chófer están en serie (lógica Y): hay que accionar las dos; esa rama y el pulsador de emergencia entran en la selectora (lógica O)
  $S = (F \cdot C) + E$
Apartado c
1. 1. Circuito Y
  Cilindro de simple efecto mandado por dos válvulas 3/2 NC con pulsador conectadas en serie (la salida de una alimenta a la otra); solo hay aire en el cilindro si ambas están accionadas. Alternativa: una válvula de simultaneidad (Y) con una 3/2 por pulsador
  —
Respuesta final: Elementos: cilindro simple efecto, 2 reguladores, selectora O, 3 válvulas 3/2 (freno, chófer, emergencia); $S = (F \cdot C) + E$ ; circuito Y con dos 3/2 en serie o válvula de simultaneidad.
3. 2025 · Ordinaria 2025 · Ejercicio 4A · Opción A
Por razones de seguridad se pretende diseñar un circuito neumático en el que sea necesario accionar simultáneamente dos pulsadores manuales para que un cilindro de simple efecto avance, de tal forma que si se deja de accionar alguno de los dos pulsadores el cilindro retroceda automáticamente. Se pide diseñar el circuito -dibujando el mismo- de dos formas diferentes: 1. Utilizando las siguientes 3 válvulas mostradas, esto es, dos válvulas 3/2 manual normalmente cerrada y una válvula de simultaneidad. 2. Utilizando las dos válvulas 3/2 manual normalmente cerrada del apartado anterior, pero sin utilizar la válvula de simultaneidad. Se valora hasta 1.75 puntos si se resuelve sólo de una de las dos formas y hasta 2.50 puntos si se resuelve de las dos formas. [Figura: símbolos de dos válvulas 3/2 con accionamiento manual (pulsador) y retorno por muelle, normalmente cerradas, y de una válvula de simultaneidad (función AND).]
- a)Diseñar el circuito con las dos válvulas 3/2 y la válvula de simultaneidad.
- b)Diseñar el circuito con las dos válvulas 3/2, sin válvula de simultaneidad (puntuación adicional hasta completar 2,5 si se resuelven las dos formas).
Manera 1: válvula de simultaneidad
Manera 2: las dos válvulas en serie
Apartado a
1. 1. Manera 1: válvula de simultaneidad (función AND)
  Cada pulsador es una válvula 3/2 normalmente cerrada alimentada con aire en su vía 1. Las vías 2 de ambas válvulas van a las dos entradas de la válvula de simultaneidad, cuya salida va al cilindro de simple efecto
  Aire al cilindro solo si ambos pulsadores están accionados
2. 2. Comportamiento
  Con los dos pulsadores accionados llegan las dos señales, sale aire y el cilindro avanza. Si se suelta cualquiera, esa válvula vuelve a su posición por el muelle y se corta la señal de esa entrada; la válvula de simultaneidad no da salida y el cilindro se vacía y retrocede por su muelle
  Retroceso automático al soltar uno cualquiera
Apartado b
1. 1. Manera 2: válvulas en serie (sin válvula de simultaneidad)
  Se conectan las dos válvulas 3/2 NC en serie: la vía 2 de la primera se lleva a la vía 1 de la segunda y la vía 2 de esta última al cilindro. La primera se alimenta con el aire de la red
  Mismo funcionamiento con 2 válvulas
2. 2. Comportamiento
  Solo si las dos están accionadas hay camino abierto desde la alimentación hasta el cilindro, que avanza. Si se suelta cualquiera, se interrumpe el aire y el cilindro se vacía por el escape (vía 3) de una de las válvulas, y retrocede por el muelle
  Retroceso automático al soltar uno cualquiera
Respuesta final: Con 2 válvulas 3/2 NC y válvula de simultaneidad, o con las 2 válvulas conectadas en serie, el cilindro avanza solo con los dos pulsadores accionados y retrocede al soltar cualquiera.
4. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio 2
Se dispone de un cilindro de doble efecto con un diámetro interior de 80 mm y un diámetro de vástago de 22 mm. La presión de trabajo es de 8 bar y la carrera es de 200 mm. Equivalencia de unidades: 1 bar = $1 0^{5}$ Pa; 1 atm = $1.01325 \cdot 1 0^{5}$ Pa. Se pide:
- a)Calcula las fuerzas netas de avance y de retroceso si hay un 10 % de pérdidas debido al rozamiento.
- b)Determina el volumen de aire atmosférico, en litros, consumido en una hora si se realizan 10 ciclos por minuto.
- c)Si se sabe que la energía eléctrica consumida por el compresor de la instalación en una hora ha sido de 0.6 kWh, determina el rendimiento global de la misma si se considera como trabajo útil únicamente el trabajo realizado por el vástago durante el avance.
Apartado a
1. 1. Áreas del émbolo
  Avance: $A_{a} = \frac{π D ^{2}}{4} = \frac{π \cdot 0 , 0 8 ^{2}}{4} = 5, 027 \cdot 1 0^{- 3} m^{2}$ . Retroceso (por el lado del vástago): $A_{r} = \frac{π ( D ^{2} - d ^{2} )}{4} = \frac{π ( 0 , 0 8 ^{2} - 0 , 02 2 ^{2} )}{4} = 4, 646 \cdot 1 0^{- 3} m^{2}$
  —
2. 2. Fuerzas teóricas
  $F_{a} = p A_{a} = 8 \cdot 1 0^{5} \cdot 5, 027 \cdot 1 0^{- 3}$ ; $F_{r} = p A_{r} = 8 \cdot 1 0^{5} \cdot 4, 646 \cdot 1 0^{- 3}$
  $F_{a} = 4021$ N; $F_{r} = 3717$ N
3. 3. Fuerzas netas (10 % de pérdidas)
  $F_{a, n} = 0, 9 \cdot 4021$ ; $F_{r, n} = 0, 9 \cdot 3717$
  $F_{a, n} \approx 3619$ N; $F_{r, n} \approx 3345$ N
Apartado b
1. 1. Volumen por ciclo a presión de trabajo
  $V_{c i c l o} = (A_{a} + A_{r}) c = (5, 027 + 4, 646) \cdot 1 0^{- 3} \cdot 0, 2 = 1, 935 \cdot 1 0^{- 3} m^{3} = 1, 935$ L
  —
2. 2. Paso a aire libre (ley de Boyle)
  $p_{ab s} = 8 bar + 1, 013 bar = 9, 013$ bar; $V_{a t m} = V_{c i c l o} \frac{p _{ab s}}{p _{a t m}} = 1, 935 \cdot \frac{9 , 013}{1 , 013} = 17, 21$ L por ciclo
  $17, 2$ L/ciclo
3. 3. Consumo en una hora
  $10 ciclos/min \cdot 60 min = 600$ ciclos; $V_{h} = 600 \cdot 17, 21$
  $V_{h} \approx 10330$ L de aire libre por hora
Apartado c
1. 1. Trabajo útil
  $W_{c i c l o} = F_{a, n} \cdot c = 3619 \cdot 0, 2 = 723, 8$ J; en una hora $W = 600 \cdot 723, 8 = 434, 3$ kJ
  $W_{u} = 0, 1206$ kWh
2. 2. Rendimiento global
  $η = \frac{W _{u}}{E _{co m p r esor}} = \frac{0 , 1206}{0 , 6}$
  $η \approx 0, 201 (20, 1 %)$
Respuesta final: $F_{a, n} = 3619$ N, $F_{r, n} = 3345$ N; $V \approx 10330$ L/h de aire libre; $η \approx 20 %$ .
5. 2024 · Extraordinaria 2024 · Ejercicio C5
Para la instalación neumática representada en la figura: [Figura: cilindro de simple efecto con retorno por muelle, gobernado por una válvula 3/2 (1.1) con accionamiento neumático y retorno por muelle, cuyo pilotaje (línea discontinua) procede de la vía 2 de una válvula 3/2 (1.2) accionada por pulsador y con retorno por muelle. Ambas válvulas se alimentan por su vía 1 desde la fuente de aire comprimido.]
- a)Identifica cada uno de sus componentes.
- b)Explica cuál es el funcionamiento de la instalación.
Mando indirecto de un cilindro de simple efecto
Apartado a
1. 1. Identificación de componentes
  1.0: cilindro neumático de simple efecto con retorno por muelle. 1.1: válvula 3/2 normalmente cerrada con accionamiento neumático (pilotaje) y retorno por muelle. 1.2: válvula 3/2 normalmente cerrada con accionamiento manual por pulsador y retorno por muelle. Además, la fuente de aire comprimido (alimentación) y los escapes a la atmósfera de las vías 3
  Cilindro SE, 3/2 pilotada y 3/2 con pulsador
Apartado b
1. 1. Funcionamiento en reposo
  En reposo ambas válvulas están cerradas (vía 1 bloqueada): la válvula 1.1 pone el cilindro a escape y el muelle mantiene el vástago retraído
  Cilindro retraído
2. 2. Al accionar el pulsador
  Al pulsar 1.2 pasa aire de 1 a 2 y llega a la señal de pilotaje de 1.1, que conmuta; entonces el aire llega por 1.1 a la cámara del cilindro y el vástago avanza
  Cilindro avanza
3. 3. Al soltar el pulsador
  Se corta el pilotaje y 1.1 vuelve a su posición por el muelle; el cilindro se vacía por el escape 3 y el muelle recoloca el vástago
  Cilindro retrocede
Respuesta final: Mando indirecto de un cilindro de simple efecto: el pulsador 1.2 pilota la válvula 1.1 y el cilindro avanza mientras se pulsa; al soltar, retrocede por el muelle.
6. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio 4
En una casa se instala un ascensor hidráulico de acción directa. En este tipo de ascensor el cilindro hidráulico se conecta directamente a la cabina haciendo que ésta se eleve lo mismo que avanza el pistón. El diámetro interior del cilindro es de 92 mm. Se considera la situación en la que el ascensor asciende a velocidad constante con la máxima carga permitida (625 kg en total contando la carga y la cabina). En este caso el motor eléctrico entrega una potencia de 2.8 kW sobre el eje de la bomba rotativa, siendo el rendimiento de esta del 84 %. Sabiendo que la presión del aceite a la salida de la bomba es de 11 bar, se pide determinar:
- 1)El caudal de aceite que suministra la bomba y la velocidad de ascenso del ascensor.
- 2)La fuerza que está realizando el cilindro hidráulico sobre la cabina y la presión del aceite en el interior del cilindro.
- 3)Rendimiento global del ascensor sabiendo que el motor eléctrico tiene un rendimiento del 94 %.
- a)Indica a qué se debe la diferencia entre la presión del aceite a la salida de la bomba y la presión del aceite en el cilindro.
Apartado 1
1. 1. Potencia hidráulica de la bomba
  $P_{h} = η_{b} P_{e j e} = 0, 84 \cdot 2800$
  $P_{h} = 2352$ W
2. 2. Caudal
  $P_{h} = p Q \Rightarrow Q = \frac{P _{h}}{p} = \frac{2352}{11 \cdot 1 0 ^{5}}$
  $Q = 2, 138 \cdot 1 0^{- 3} m^{3} / s = 2, 14$ L/s $\approx 128$ L/min
3. 3. Velocidad de ascenso
  $S = \frac{π d ^{2}}{4} = \frac{π \cdot 0 , 09 2 ^{2}}{4} = 6, 648 \cdot 1 0^{- 3} m^{2}$ ; $v = \frac{Q}{S}$
  $v \approx 0, 322$ m/s
Apartado 2
1. 1. Fuerza del cilindro
  Velocidad constante $\Rightarrow$ $\sum F = 0 \Rightarrow F = m g = 625 \cdot 9, 81$
  $F \approx 6131$ N
2. 2. Presión en el cilindro
  $p_{c} = \frac{F}{S} = \frac{6131}{6 , 648 \cdot 1 0 ^{- 3}}$
  $p_{c} \approx 9, 22 \cdot 1 0^{5}$ Pa $\approx 9, 22$ bar
Apartado 3
1. 1. Potencia útil
  $P_{u} = F v = 6131 \cdot 0, 3216$
  $P_{u} \approx 1972$ W
2. 2. Rendimiento global
  $P_{e l} = \frac{P _{e j e}}{η _{m}} = \frac{2800}{0 , 94} = 2979$ W; $η = \frac{P _{u}}{P _{e l}}$
  $η \approx 0, 662 (66, 2 %)$
Apartado a
1. 1. Origen de la diferencia de presión
  $p_{b o mba} - p_{c i l in d r o} \approx 11 - 9, 22 = 1, 78$ bar
  Pérdidas de carga en la instalación
Respuesta final: $Q = 2, 14$ L/s, $v = 0, 322$ m/s; $F = 6131$ N, $p_{c} = 9, 22$ bar; $η_{g l o ba l} = 66, 2 %$ ; la diferencia de presión son pérdidas de carga.
7. 2024 · Ordinaria 2024 · Ejercicio C2
Proporciona un ejemplo concreto de aplicación donde el sistema neumático sea preferible al hidráulico y otro ejemplo donde el hidráulico sea preferible al neumático. Justifica la respuesta.
- a)Ejemplos y justificación.
Apartado a
1. 1. Ejemplo en que conviene la neumática
  Herramientas y automatismos ligeros y rápidos: pistolas de aire para atornillar, ventosas y pinzas de manipulación («pick and place») en líneas de envasado, o apertura de puertas de autobús
  Sistema neumático
2. 2. Ejemplo en que conviene la hidráulica
  Maquinaria pesada: brazo y pala de una excavadora, prensa o elevador de vehículos de taller, frenos de automóvil, dirección asistida
  Sistema hidráulico
3. 3. Justificación comparada
  Neumática: presiones de 6–10 bar, fuerzas moderadas, aire compresible (movimientos menos precisos). Hidráulica: presiones de 100–300 bar, fuerzas grandes y precisas, pero con aceite (fugas, mantenimiento, circuito de retorno, más coste y peso)
  Cada tecnología según fuerza, precisión y limpieza exigidas
Respuesta final: Neumática: manipuladores y herramientas ligeras, rápidos y limpios (envasado); hidráulica: grandes fuerzas con precisión (excavadora, prensa).
8. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura 1 muestra una imagen de un compresor neumático y la figura 2 el esquema simbólico del mismo. [Figura 2: de abajo arriba y de izquierda a derecha, aire de entrada, filtro (1), grupo compresor y motor eléctrico (2), refrigerador (3), válvula antirretorno (4), depósito (5), válvula de seguridad (6), purgador de condensados (7), presostato que actúa sobre el motor (8), manómetro (9) y llave de salida. Figura 1: seis círculos señalan partes del compresor real.]
- a)Identificar los elementos numerados en el esquema de la figura 2 explicando brevemente la función que cumplen e identificar aquellos que aparecen en los círculos de la figura 1.
Apartado a
1. 1. Entrada y compresión (1, 2)
  1 filtro de aspiración: retiene el polvo del aire que entra. 2 grupo motocompresor: motor eléctrico que mueve un compresor (de émbolo) que eleva la presión del aire
  1 filtro, 2 motor + compresor
2. 2. Tratamiento del aire (3, 4, 7)
  3 refrigerador: enfría el aire comprimido, con lo que condensa el agua. 4 válvula antirretorno: deja pasar el aire al depósito y evita que vuelva al compresor. 7 purgador: elimina el agua condensada del depósito (desagüe)
  3 refrigerador, 4 antirretorno, 7 purgador
3. 3. Almacenamiento y protección (5, 6, 8, 9)
  5 depósito o calderín: acumula el aire y amortigua las variaciones de presión. 6 válvula de seguridad: abre y descarga si se supera la presión máxima. 8 presostato: mide la presión del depósito y para o arranca el motor entre dos valores. 9 manómetro: indica la presión
  5 depósito, 6 seguridad, 8 presostato, 9 manómetro
4. 4. Círculos de la figura 1
  Corresponden a partes visibles del compresor real: filtro de aspiración (1), motor y compresor de aletas (2, dos o tres círculos), presostato (8), conjunto filtro-regulador con manómetro (9) y el depósito (5)
  Correspondencia aproximada
Respuesta final: 1 filtro, 2 motor y compresor, 3 refrigerador, 4 antirretorno, 5 depósito, 6 válvula de seguridad, 7 purgador, 8 presostato, 9 manómetro.
9. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 2A · Opción A
Se necesita un compresor neumático.
- a)¿Qué tipos de compresores neumáticos se podrían emplear, señalando sus ventajas?
Apartado a
1. 1. Compresores volumétricos alternativos (de émbolo)
  Un pistón comprime el aire en un cilindro
  De émbolo
2. 2. Rotativos de paletas y de tornillo
  Paletas o dos tornillos helicoidales comprimen el aire con giro continuo
  Paletas / tornillo
3. 3. De membrana o diafragma
  Una membrana flexible aspira y comprime el aire sin contacto con aceite
  Membrana
4. 4. Dinámicos (centrífugos y axiales)
  Un rodete acelera el aire y la velocidad se transforma en presión
  Turbocompresor
Respuesta final: De émbolo (barato y de alta presión), rotativos de paletas y de tornillo (continuos y silenciosos), de membrana (sin aceite) y centrífugos (grandes caudales).
10. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 5A · Opción A
Cuestión 3.
- a)Identificar en el compresor neumático los elementos que configuran el control automático de su funcionamiento. Indicar si dicho control es en lazo abierto o cerrado.
Control de presion del compresor (todo-nada)
Apartado a
1. 1. Elementos
  Presostato (8): mide la presión del depósito y actúa sobre el motor (2) mediante el contacto eléctrico representado con el rayo. Depósito (5): variable controlada (presión). Motor y compresor (2): actuador
  8 presostato, 2 motor, 5 depósito
2. 2. Funcionamiento
  El presostato se regula entre una presión mínima y una máxima: al llegar a la máxima abre el contacto y para el motor; al bajar a la mínima lo cierra y arranca otra vez
  Control todo-nada con histéresis
3. 3. Tipo de lazo
  La presión del depósito se mide y se compara con el valor de tarado para actuar sobre el motor
  Lazo cerrado
Respuesta final: Presostato, motor-compresor y depósito: control todo-nada en lazo cerrado.
11. 2016 · Ordinaria 2016 · Ejercicio 5B · Opción B
Cuestión 3. El esquema muestra el control de apertura y cierre neumáticos de la puerta de un autobús. [Figura: cilindro de simple efecto con muelle y escape; debajo, dos válvulas estranguladoras con antirretorno; una válvula selectora; y tres válvulas 3/2 con retorno por muelle, accionadas por el freno de mano (rodillo), por el chófer (palanca) y por un pulsador de emergencia, con sus fuentes de aire y escapes.]
- a)Identificar cada uno de los elementos y su función.
Apartado a
1. 1. Actuador
  Cilindro de simple efecto con retorno por muelle y su escape: mueve la puerta; con aire el vástago avanza y, al vaciarse el aire, el muelle lo devuelve
  Cilindro de simple efecto
2. 2. Reguladores de velocidad
  Dos válvulas reguladoras de caudal unidireccionales (estrangulador en paralelo con antirretorno) en serie con el cilindro: regulan la velocidad de apertura y de cierre sin brusquedades
  Estranguladores con antirretorno
3. 3. Válvula selectora
  Válvula de «O» (selectora de circuito): deja pasar el aire que llegue por cualquiera de sus dos entradas y cierra la otra
  Función lógica O
4. 4. Válvulas 3/2 de mando
  Tres válvulas 3/2 normalmente cerradas con retorno por muelle: una accionada por rodillo (freno de mano), otra por palanca (mando del chófer) y otra por pulsador de emergencia (pulsador con seta)
  3/2 + rodillo, palanca y pulsador
5. 5. Funcionamiento
  Al accionar cualquiera de las tres, llega aire al cilindro a través de la selectora y de los reguladores y la puerta se mueve; al soltarlas, el aire escapa y el muelle devuelve la puerta
  Mando desde tres puntos
Respuesta final: Cilindro de simple efecto con reguladores de caudal, válvula selectora y tres válvulas 3/2 (freno de mano, chófer, emergencia).
12. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 2A · Opción A
Para la aplicación anterior (expulsar recipientes ligeros de una cinta) se compara el cilindro neumático con el hidráulico.
- a)Enumerar para esta aplicación dos ventajas y dos inconvenientes del uso de un cilindro neumático y dos ventajas y dos inconvenientes del uso de un cilindro hidráulico.
Apartado a
1. 1. Cilindro neumático: ventajas
  Velocidad alta de carrera, de modo que expulsa el bote a tiempo; aire limpio, disponible y barato, sin retorno ni riesgo de contaminar el producto; instalación simple y barata
  Rápido y limpio
2. 2. Cilindro neumático: inconvenientes
  El aire es compresible, por lo que el control de velocidad y de posiciones intermedias es poco preciso; fuerza limitada por la presión de red ( $\approx 6$ bar); ruido en el escape y mayor coste energético por unidad de trabajo
  Compresibilidad
3. 3. Cilindro hidráulico: ventajas
  Fuerzas muy elevadas con poco volumen (presiones de 100 a 300 bar); movimiento suave y preciso porque el aceite es incompresible
  Fuerza y precisión
4. 4. Cilindro hidráulico: inconvenientes
  Necesita grupo motor-bomba, depósito y conductos de retorno, con coste y mantenimiento elevados; riesgo de fugas de aceite que ensucian el producto; velocidad menor
  Coste y fugas
Respuesta final: Neumático: rápido y limpio (compresible, fuerza limitada); hidráulico: gran fuerza y precisión (caro y con fugas). Para esta aplicación conviene el neumático.
13. 2015 · Ordinaria 2015 · Ejercicio 5A · Opción A
Cuestión 3. [Figura: izquierda, un cilindro de simple efecto con muelle de retorno, conectado a una válvula 3/2 con pulsador y retorno por muelle, con alimentación de aire. Derecha, un cilindro de doble efecto con amortiguación regulable en un extremo, conectado a una válvula 4/2 (dos vías de trabajo A y B, presión P y escape R) con pulsador y retorno por muelle, con alimentación de aire.]
- a)En los dos esquemas neumáticos de las figuras identificar los elementos que los componen y comparar el funcionamiento de los mismos.
Simple efecto y doble efecto
Apartado a
1. 1. Esquema de la izquierda
  Cilindro de simple efecto (muelle de retorno); válvula 3/2 normalmente cerrada con accionamiento por pulsador y retorno por muelle; fuente de aire a presión
  Simple efecto + 3/2
2. 2. Esquema de la derecha
  Cilindro de doble efecto con amortiguación regulable al final de carrera; válvula 4/2 con pulsador y retorno por muelle; fuente de aire
  Doble efecto + 4/2
3. 3. Comparación
  En el simple efecto el retorno lo hace un muelle y solo hay fuerza útil en un sentido; la carrera es corta. En el doble efecto hay fuerza en los dos sentidos, carreras largas, y se controla la velocidad; la amortiguación evita el golpe al final
  Doble efecto más versátil
Respuesta final: Izquierda: cilindro de simple efecto con válvula 3/2. Derecha: cilindro de doble efecto con amortiguación y válvula 4/2; ambos se pulsan para avanzar y vuelven al soltar.
14. 2014 · Ordinaria 2014 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra un elevador hidráulico de tijera con cinco elementos numerados. [Figura: plataforma superior (1), brazos en tijera (2), cilindro hidráulico con su manguera (3), bastidor o base (4) y grupo hidráulico motor-bomba con depósito (5).]
- a)Identificar los elementos numerados y describir su función.
Elevador de tijera (esquematico)
Apartado a
1. 1. Plataforma (1)
  Superficie horizontal de chapa reforzada que recibe la carga y sube o baja guiada por las tijeras
  1 = plataforma elevadora
2. 2. Tijeras (2)
  Pares de brazos articulados en X con un pivote central. El cilindro empuja un extremo y el ángulo entre brazos aumenta o disminuye
  2 = mecanismo de tijera
3. 3. Cilindro hidráulico (3)
  Actuador lineal: el aceite a presión empuja el émbolo, con fuerza $F = p \cdot S$ , y el vástago desplaza la traviesa de las tijeras
  3 = cilindro y manguera
4. 4. Bastidor (4)
  Base fija apoyada en el suelo con guías o rodillos por los que desliza un extremo de las tijeras
  4 = bastidor
5. 5. Grupo hidráulico (5)
  Motor eléctrico, bomba, depósito de aceite y válvulas (distribuidor, limitadora de presión y antirretorno)
  5 = central hidráulica
Respuesta final: 1 plataforma, 2 tijeras, 3 cilindro hidráulico, 4 bastidor, 5 grupo hidráulico (motor, bomba, depósito y válvulas).
15. 2014 · Ordinaria 2014 · Ejercicio 3A · Opción A
Cuestión 1 (puntúa sobre 5, el total de las tres cuestiones se divide entre 3).
- a)Describir y dibujar el esquema de un circuito neumático que permita controlar el movimiento de elevación y descenso de la plataforma.
Circuito neumatico del elevador
Apartado a
1. 1. Elementos del circuito
  Compresor y unidad de mantenimiento (filtro, regulador, lubricador); válvula distribuidora 5/2 accionada por pulsador con retorno por muelle (o biestable con dos pulsadores); cilindro de doble efecto; dos reguladores de caudal unidireccionales
  Cilindro de doble efecto + válvula 5/2
2. 2. Elevación
  Se pulsa la válvula: $P \to A$ (aire a la cámara trasera, el vástago sale y la plataforma sube) y $B \to R$ (la cámara delantera escapa)
  Pulsada: sube
3. 3. Descenso
  Al soltar, el muelle devuelve la válvula: $P \to B$ y $A \to R$ ; el vástago entra y la plataforma baja
  Reposo: baja
Respuesta final: Cilindro de doble efecto gobernado por una válvula 5/2 con pulsador y retorno por muelle, con reguladores de caudal para la velocidad.
16. 2013 · Ordinaria 2013 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra un elevador de cargas accionado por dos cilindros neumáticos. [Figura: una base circular fija apoyada en el suelo; sobre ella, dos barras verticales paralelas articuladas que forman un paralelogramo; un cilindro neumático inferior inclinado entre la base y las barras; un segundo cilindro inclinado más arriba entre las barras y el brazo superior; un brazo horizontal formado por barras paralelas del que cuelga una cadena con gancho y una jaula con la carga.]
- a)Identificar los elementos de la máquina y describir la función de cada parte.
- b)Describir de manera especial cómo afecta el movimiento de cada cilindro al movimiento general del manipulador.
Apartado a
1. 1. Base y columnas
  La base está fija al suelo y soporta el conjunto; las dos barras verticales paralelas, articuladas en la base y en el brazo, forman un paralelogramo articulado
  Estructura portante
2. 2. Brazo y carga
  El brazo horizontal (barras paralelas y articulaciones) soporta el gancho, del que cuelga la jaula con la carga mediante cadena
  Soporte de la carga
3. 3. Cilindros neumáticos
  Dos cilindros de doble efecto articulados en sus extremos que alimentan el aire de la red mediante válvulas de distribución
  Actuadores
Apartado b
1. 1. Cilindro inferior
  Al avanzar o retroceder inclina el paralelogramo de columnas hacia delante o hacia atrás respecto a la base
  Hace avanzar o retroceder todo el brazo
2. 2. Cilindro superior
  Actúa sobre el paralelogramo del brazo y lo hace subir o bajar respecto a las columnas
  Eleva o desciende la carga
Respuesta final: Base fija, columnas en paralelogramo, brazo con gancho y carga, y dos cilindros: el inferior desplaza el conjunto hacia delante o atrás (alcance) y el superior sube y baja el brazo (altura).
17. 2013 · Ordinaria 2013 · Ejercicio 2A · Opción A
[Continuación del ejercicio práctico sobre el elevador de cargas.]
- a)Establecer un cuadro comparativo de las ventajas y desventajas de utilizar para el accionamiento cilindros neumáticos u oleohidráulicos.
Apartado a
1. 1. Presión y fuerza
  Neumática: red a 6-8 bar. Oleohidráulica: 100-300 bar o más
  Con la misma sección, $F = pS$ es unas 20-40 veces mayor en hidráulica
2. 2. Velocidad y precisión
  El aire es compresible y el aceite prácticamente no
  Neumática: rápida (0,5-1,5 m/s) pero imprecisa y sin parada intermedia fiable. Hidráulica: más lenta y mucho más precisa y rígida
3. 3. Energía, limpieza y coste
  Neumática: aire gratuito que se descarga a la atmósfera, limpio, instalación barata y segura (sin chispas). Hidráulica: circuito cerrado con aceite; riesgo de fugas, mayor coste y mantenimiento (filtros, aceite)
  Neumática gana en coste y limpieza
4. 4. Conclusión
  Para este elevador de cargas ligeras y movimientos sencillos basta la neumática; para cargas pesadas o paradas precisas conviene la hidráulica
  Elección según carga y precisión
Respuesta final: Neumática: limpia, barata y rápida, pero poca fuerza y poca precisión. Oleohidráulica: mucha fuerza y precisión, pero más cara, lenta y con riesgo de fugas.
18. 2013 · Ordinaria 2013 · Ejercicio 3A · Opción A
Cuestión 1.
- a)Describir y dibujar el esquema de un circuito neumático que permita el control posicional de uno de los cilindros neumáticos, de manera que pueda controlarse la posición de parada del cilindro, así como su avance y retroceso.
Control posicional con válvula 5/3 de centros cerrados
Apartado a
1. 1. Elementos
  Cilindro de doble efecto; válvula distribuidora 5/3 de centros cerrados con mando por dos pulsadores (o electroválvulas) y centrado por muelles; dos reguladores de caudal unidireccionales; alimentación de aire con unidad de mantenimiento
  Esquema del circuito
2. 2. Avance y retroceso
  Al accionar el pulsador 1, la válvula pasa a la posición que envía aire a la cámara trasera y descarga la delantera: el vástago avanza. Con el pulsador 2 ocurre lo contrario y el vástago retrocede
  Movimiento en ambos sentidos
3. 3. Parada en cualquier posición
  Al soltar los pulsadores, los muelles devuelven la válvula a su posición central, que cierra todas las lumbreras: las dos cámaras quedan aisladas con aire atrapado y el cilindro se detiene
  Parada intermedia
Respuesta final: Cilindro de doble efecto con válvula 5/3 de centros cerrados: avance y retroceso con los mandos, parada intermedia al centrar los muelles; reguladores de caudal para la velocidad.
19. 2011 · Extraordinaria 2011 · Ejercicio 4A · Opción A
Cuestión 2. Para que el cilindro hidráulico de una prensa se mueva deben darse estas condiciones: pulsador de accionamiento activo, señal S1 a 1; final de carrera no activo, señal S2 a 0; interruptor de seguridad no activo, señal S3 a 0.
- a)Obtener la tabla de verdad y representar la función lógica mediante puertas lógicas.
F = S1·no S2·no S3
Apartado a
1. 1. Función
  Las tres condiciones deben cumplirse a la vez: $S_{1} = 1$ , $S_{2} = 0$ y $S_{3} = 0$
  $F = S_{1} \cdot \overline{S_{2}} \cdot \overline{S_{3}}$
2. 2. Tabla de verdad
  Salida $F$ para cada $(S_{1}, S_{2}, S_{3})$ : (S1,S2,S3): 000→0; 001→0; 010→0; 011→0; 100→1; 101→0; 110→0; 111→0
  $F = 1$ solo en 100
3. 3. Puertas
  $F = S_{1} \cdot \overline{S_{2}} \cdot \overline{S_{3}} = S_{1} \cdot \overline{S_{2} + S_{3}}$ (De Morgan): una NOR y una AND
  1 NOR + 1 AND
Respuesta final: $F = S_{1} \cdot \overline{S_{2}} \cdot \overline{S_{3}} = S_{1} \cdot \overline{S_{2} + S_{3}}$ (una NOR y una AND).
20. 2011 · Ordinaria 2011 · Ejercicio 1A · Opción A
La figura muestra un compresor de aire de émbolos o pistones. [Figura: compresor de aire con un depósito horizontal (calderín) sobre patas, encima un motor eléctrico con polea y correa, un cabezal de dos cilindros con aletas, manómetro y válvula.]
- a)Explicar el objetivo de un sistema de este tipo.
- b)Explicar su modo de funcionamiento.
- c)Explicar los elementos que son necesarios para que funcione correctamente y la misión de cada uno.
Apartado a
1. 1. Objetivo
  Aumentar la presión del aire atmosférico y almacenarlo en un depósito para disponer de energía neumática (herramientas, cilindros, pintura, inflado)
  Producir y almacenar aire comprimido
Apartado b
1. 1. Aspiración
  El motor mueve el cigüeñal; en el descenso del émbolo el volumen aumenta, la presión baja y se abre la válvula de admisión
  Entra aire
2. 2. Compresión y descarga
  Al subir el émbolo, se cierra la admisión y el aire se comprime; al superar la presión del depósito se abre la válvula de escape y el aire pasa al calderín
  Aire a presión en el depósito
Apartado c
1. 1. Motor y transmisión
  Motor eléctrico (o de explosión), polea y correa que mueven el cigüeñal; biela y émbolo
  Mueve el compresor
2. 2. Válvulas y filtro
  Válvulas de admisión y escape (antirretorno de lámina) y filtro de aspiración
  Dirigen el aire y lo limpian
3. 3. Depósito y accesorios
  Calderín (acumulador), presostato (arranca y para el motor entre dos presiones), válvula de seguridad, manómetro y purga de condensados
  Almacenan y protegen
Respuesta final: Compresor alternativo: el motor mueve biela-émbolo, el émbolo aspira y comprime el aire, que pasa por válvulas al calderín con presostato, válvula de seguridad, manómetro y purga.
21. 2011 · Ordinaria 2011 · Ejercicio 2A · Opción A
[Continuación del ejercicio práctico sobre el compresor.]
- a)Comparar las ventajas e inconvenientes que tendría utilizar como accionamiento del compresor un motor de explosión o un motor eléctrico.
Apartado a
1. 1. Motor eléctrico
  Asíncrono monofásico o trifásico, conectado a la red
  Ventajas: limpio, silencioso, buen rendimiento ( $\approx 80 - 95%$ ), poco mantenimiento, arranque y parada automáticos con presostato, coste de energía bajo. Inconvenientes: necesita toma de corriente y no es portátil sin red
2. 2. Motor de explosión
  Motor de gasolina o diésel acoplado al compresor
  Ventajas: autonomía sin red eléctrica (obras, campo) y potencia alta. Inconvenientes: gases de escape, ruido, rendimiento $\approx 25 - 35%$ , combustible, mantenimiento y arranque más complejos
3. 3. Conclusión
  Con red eléctrica conviene el motor eléctrico; sin red, el de explosión
  Criterio de elección
Respuesta final: Eléctrico: limpio, silencioso, eficiente y automático, pero depende de la red. Explosión: autónomo y potente, pero contamina, hace ruido y tiene menos rendimiento.
22. 2010 · Extraordinaria 2010 · Ejercicio 4A · Opción A
Cuestión 2.
- a)Suponiendo que se necesitara conocer la posición de los cilindros hidráulicos, ¿qué tipo de transductor emplearías?
Apartado a
1. 1. Transductor lineal
  Potenciómetro lineal, LVDT o sensor magnetostrictivo integrado en el vástago, que dan una señal analógica proporcional a la carrera
  Medida continua
2. 2. Detección de extremos
  Interruptores de final de carrera o sensores inductivos o magnéticos (reed) que detectan el émbolo en inicio y fin
  Medida de posiciones fijas
Respuesta final: Sensor lineal analógico (potenciómetro, LVDT, magnetostrictivo) o, para posiciones extremas, finales de carrera o sensores magnéticos.
23. 2010 · Extraordinaria 2010 · Ejercicio 5A · Opción A
Cuestión 3. La activación de los cilindros hidráulicos que descargan el contenedor se produce mediante un pulsador (S1 = 1), es necesario que los apoyos del camión al suelo estén activados (S2 = 0) y que el motor del camión esté en marcha (S3 = 1).
- a)Obtener la tabla de verdad.
- b)Representar la función con puertas lógicas.
C = S1·no S2·S3
Apartado a
1. 1. Condiciones
  La salida $C$ es 1 si $S_{1} = 1$ , $S_{2} = 0$ y $S_{3} = 1$
  Un solo minitérmino
2. 2. Tabla de verdad
  Salida $C$ para cada $(S_{1}, S_{2}, S_{3})$ : (S1,S2,S3): 000→0; 001→0; 010→0; 011→0; 100→0; 101→1; 110→0; 111→0
  $C = 1$ solo para $S_{1} S_{2} S_{3} = 101$
Apartado b
1. 1. Función
  $C = S_{1} \cdot \overline{S_{2}} \cdot S_{3}$
  Función canónica
2. 2. Puertas
  Un inversor sobre $S_{2}$ y una AND de tres entradas ( $S_{1}$ , $\overline{S_{2}}$ , $S_{3}$ )
  1 NOT + 1 AND de 3 entradas
Respuesta final: $C = S_{1} \cdot \overline{S_{2}} \cdot S_{3}$ , con un inversor y una AND de tres entradas.
24. 2010 · Ordinaria 2010 · Ejercicio 3A · Opción A
Cuestión 1. La apertura y cierre de las puertas del tranvía puede hacerse con un cilindro neumático de simple efecto con retorno por muelle. Para abrir la puerta hace falta que el conductor accione un pulsador y que esté accionado el freno de estacionamiento y además, por seguridad, un pulsador de emergencia debe permitir abrir la puerta con independencia del pulsador del conductor y del freno de mano.
- a)Representar un circuito neumático con los elementos de accionamiento y distribución necesarios para la aplicación.
Circuito neumatico de la puerta (bloques)
Apartado a
1. 1. Función lógica pedida
  Abrir = (pulsador del conductor Y freno de estacionamiento) O pulsador de emergencia
  $A = (P \cdot F) + E$
2. 2. Elementos de mando
  Pulsador del conductor y freno de estacionamiento: válvulas 3/2 normalmente cerradas con retorno por muelle, la del freno accionada por la palanca del freno. Pulsador de emergencia: otra 3/2 NC
  Tres válvulas 3/2 de señal
3. 3. Elementos de lógica
  Una válvula de simultaneidad (AND, dos presiones) recibe las señales del conductor y del freno; su salida y el pulsador de emergencia entran en una válvula selectora (OR, antirretorno doble)
  AND seguida de OR
4. 4. Distribución y actuador
  La salida del OR pilota una válvula 3/2 normalmente cerrada con retorno por muelle (monoestable) que alimenta la cámara del cilindro de simple efecto
  Cilindro de simple efecto con muelle
Respuesta final: Dos pulsadores/válvulas 3/2 NC (conductor y freno) a una válvula AND; su salida y la emergencia a una selectora OR; esta pilota una válvula 3/2 NC que alimenta el cilindro de simple efecto con muelle.
25. 2010 · Ordinaria 2010 · Ejercicio 4B · Opción B
Cuestión 2.
- a)Suponiendo que se necesitara conocer la posición de los cilindros hidráulicos, ¿qué tipo de transductor emplearías?
Apartado a
1. 1. Potenciómetro lineal o transductor LVDT
  Un potenciómetro lineal da una tensión proporcional a la posición del vástago; el LVDT (transformador diferencial) mide sin contacto el desplazamiento de un núcleo
  Transductor analógico de posición
2. 2. Encoder lineal o final de carrera
  Un encoder lineal incremental o absoluto cuenta pulsos y da posición y velocidad; los finales de carrera o sensores inductivos detectan solo posiciones extremas
  Posición digital
Respuesta final: Potenciómetro lineal, LVDT o sensor magnetostrictivo para posición continua; encoder lineal o finales de carrera para posición digital.