Comparar actuadores lineales frente a rotativos empieza por la trayectoria de salida requerida. Elija un actuador lineal cuando la salida de la máquina deba desplazarse en línea recta. Elija un actuador rotativo cuando la carga deba girar alrededor de un eje con un ángulo definido. Después, la fuerza o el par, el guiado, la inercia, el método de parada, la envolvente de instalación, el ciclo de trabajo y los requisitos de control deciden si un actuador concreto funcionará.
No confunda la geometría de salida con la fuente de energía. Los dispositivos neumáticos, hidráulicos y eléctricos pueden crear movimiento lineal o rotativo. Un varillaje también puede convertir una forma en otra. El diseño correcto es el que produce la trayectoria de carga requerida con tensión aceptable, complejidad de control razonable, buen acceso de servicio y coste total asumible.
Puntos clave
- Los actuadores lineales entregan traslación; los actuadores rotativos entregan desplazamiento angular.
- ISO 15552 cubre cilindros neumáticos con diámetros de 32-320 mm hasta 10 bar.
- SMC enumera rangos rotativos neumáticos comunes de 90° a 270°.
- Dimensione por separado fuerza, par, guiado, inercia y energía de parada.
En nuestra experiencia revisando aplicaciones de actuadores, la forma más rápida de detectar un concepto débil es dibujar la trayectoria de la carga sin dibujar el actuador. Marque la carga, las guías o rodamientos, el pivote, las posiciones finales, las fuerzas externas y el espacio disponible. El movimiento de salida requerido suele quedar claro antes de abrir un catálogo.
¿Cuál es la diferencia real entre actuadores lineales y rotativos?
SMC enumera actuadores rotativos neumáticos con arcos de 90°, 180°, 190° y 270°, todos por debajo de una revolución completa en esas configuraciones (SMC, consultado el 17 de julio de 2026). Un actuador lineal, en cambio, mueve su salida a lo largo de un eje recto. La distinción es la geometría de salida, no el mecanismo interno.
Un actuador lineal es un dispositivo cuya salida se traslada a lo largo de un eje recto, normalmente medida como carrera en milímetros o pulgadas. Su salida puede ser un vástago, carro, guía, mesa o fijación de correa utilizada para empujar, sujetar, elevar, transferir o expulsar. Un actuador rotativo es un dispositivo cuya salida gira a través de un ángulo controlado, normalmente medido en grados o radianes. Su salida puede ser un eje, brida o mesa rotativa utilizada para indexar, voltear, inclinar, girar un desviador u operar una válvula de cuarto de vuelta. Las tecnologías neumática, hidráulica y eléctrica pueden producir cualquiera de las dos geometrías. Si la salida debe girar de forma continua en lugar de detenerse en un ángulo definido, seleccione y dimensione un motor por par de marcha, par de arranque, rpm, potencia y ciclo de trabajo, en vez de tratar un actuador de ángulo limitado como si fuera un motor.
Una mesa rotativa coloca la carga alrededor de un eje definido. El eje, los rodamientos, los topes, los sensores y la energía cinética admisible forman parte de la selección.
La guía de motores neumáticos frente a actuadores rotativos examina con más detalle el límite de rotación continua.
| Requisito de salida | Punto de partida | Variables principales de dimensionamiento |
|---|---|---|
| Recorrido recto entre posiciones | Actuador lineal | fuerza, carrera, velocidad, carga de guía, distancia de parada |
| Rotación hasta un ángulo definido | Actuador rotativo | par, ángulo, inercia, carga de eje, energía de parada |
| Rotación continua del eje | Motor | par de marcha, par de arranque, rpm, potencia, ciclo de trabajo |
| Actuador recto accionando un pivote | Actuador lineal más varillaje | fuerza del cilindro, geometría de palanca, par variable, cargas de articulación |
La geometría de la carga va antes que el tamaño del actuador
Parker define el par demandado rotativo como la suma de par de carga, fricción y aceleración, mientras que una palanca estática convierte fuerza en par mediante T = F × r (Parker, consultado el 17 de julio de 2026). Por eso la trayectoria de carga importa antes de que entren en el cálculo la presión del actuador, el diámetro o el número de modelo.
Empiece localizando la referencia de salida:
- Para movimiento lineal, defina el eje de recorrido y la dirección de cada fuerza externa.
- Para movimiento rotativo, defina el centro de rotación y la distancia desde ese eje hasta cada fuerza.
- Identifique qué rodamientos, guías o miembros de la máquina soportan la carga.
- Marque el centro de masa durante todo el movimiento.
- Defina los topes rígidos, amortiguaciones, amortiguadores o zona de desaceleración controlada.
Un cilindro lineal normalmente debe crear empuje, no servir como guía estructural de la máquina. La carga lateral y el momento deben ser asumidos por un actuador guiado o un rodamiento lineal externo, salvo que el producto lo permita explícitamente. Del mismo modo, no debe suponerse que el eje de un actuador rotativo soportará una carga en voladizo solo porque pueda generar par suficiente.
¿Qué cambia cuando el centro de masa queda a 300 mm del pivote en vez de a 30 mm? El par de carga estático aumenta en proporción directa al brazo de palanca. El actuador puede superar una comprobación simple de fuerza o par y aun así fallar por límite de carga de rodamiento o energía de parada.
Use estas ecuaciones iniciales seguras para el renderizador:
- Fuerza lineal:
F = p × A - Par estático desde una fuerza:
T = F × r - Par de aceleración:
T_accel = J × α - Energía cinética rotacional:
E_k = 0.5 × J × ω²
Estas ecuaciones organizan las entradas. No sustituyen las curvas de fuerza del fabricante, las tablas de par efectivo, los límites de carga de eje, las capacidades de amortiguación ni el software de aplicación.
¿Cuándo encaja mejor un actuador lineal?
ISO 15552 cubre cilindros neumáticos con montajes desmontables, diámetros de 32-320 mm y presión nominal máxima de 1.000 kPa, o 10 bar (ISO, confirmado en 2025). Parker enumera cilindros sin vástago OSP-P desde 10-80 mm de diámetro con carrera estándar máxima de 6.000 mm (Parker, consultado el 17 de julio de 2026).
Elija un actuador lineal cuando la salida útil sea un recorrido recto y la carga pueda apoyarse a lo largo de esa trayectoria. Casos comunes:
- Mover un producto entre dos estaciones
- Sujetar o prensar contra una superficie definida
- Elevar con una guía portante separada y un método de retención seguro
- Abrir una puerta o compuerta deslizante
- Expulsar, clasificar, detener o desviar un producto linealmente
- Posicionar un carro en una carrera horizontal larga
La construcción sin vástago elimina el vástago saliente de la envolvente de instalación. La carga del carro, los momentos de guía, la tubería, el caudal de válvula, la amortiguación y los topes externos siguen requiriendo comprobación.
En un cilindro neumático, la fuerza de extensión y retracción no siempre son iguales. Un cilindro de vástago simple tiene toda el área del pistón en extensión y un área anular en retracción. La presión dinámica disponible también puede caer por debajo del ajuste del regulador debido a restricciones en válvula, tubo, racor y escape.
Compruebe la disposición portante por separado del empuje. Un vástago largo en compresión necesita revisión de pandeo. Un carro sin vástago necesita comprobar sus fuerzas y momentos admisibles contra la posición y orientación de la carga. Un eje vertical necesita una respuesta definida ante pérdida de presión; la fuerza del cilindro por sí sola no establece una retención segura de la carga.
Para ramas tecnológicas detalladas, use la guía de tipos de actuadores lineales. Para una primera estimación de carga neumática, use la calculadora de fuerza de cilindro después de establecer la presión de trabajo en el actuador y el área efectiva correcta.
¿Cuándo encaja mejor un actuador rotativo?
SMC agrupa los actuadores rotativos neumáticos en estilos de cremallera y piñón y de paleta, con arcos listados de 90°, 180°, 190° y 270° (SMC, consultado el 17 de julio de 2026). Parker exige comparar el par demandado y el par de amortiguación, y después verificar que el actuador pueda detener la energía cinética de la carga (Parker, consultado el 17 de julio de 2026).
Elija un actuador rotativo cuando la máquina necesite un movimiento angular definido alrededor de un eje fijo:
- Voltear una pieza entre dos orientaciones
- Girar la muñeca de una pinza o utillaje
- Indexar una mesa a uno o más topes
- Mover una compuerta desviadora o de acceso
- Inclinar un nido para carga o drenaje
- Operar una válvula de cuarto de vuelta
El par es solo el principio. Para una carga móvil, añada par de resistencia y par de aceleración. Después compruebe inercia, velocidad angular, ciclo de trabajo, método de parada, energía cinética admisible, carga radial y axial del eje, holgura, ajuste de posición final y disposición de sensores.
La guía de ingeniería de Parker da estas relaciones:
- Par demandado:
T_demand = T_load + T_friction + T_accel - Par de aceleración:
T_accel = J × α - Energía cinética rotacional:
E_k = 0.5 × J × ω²
Un margen grande de par no garantiza un tope duradero. La energía aumenta con el cuadrado de la velocidad angular. Duplicar la velocidad produce cuatro veces la energía cinética con la misma inercia. Esa energía debe ser absorbida por una amortiguación, bumper, amortiguador, tope externo o perfil de movimiento controlado dentro de su capacidad nominal.
La calculadora de par para actuadores rotativos puede ordenar las entradas de par estático, fricción y aceleración. Para diferencias de mecanismo y serie, continúe con la comparación de cremallera y piñón frente a paleta y la guía de dimensionamiento de actuadores rotativos.
La conversión de movimiento puede ser el mejor diseño
Festo dice que la selección de actuadores depende de carga, precisión, respuesta dinámica, entorno y coste, no de una tecnología universalmente superior (Festo, 2026). Por tanto, un mecanismo de conversión se justifica cuando mejora el empaquetado, el soporte de carga, el perfil de movimiento, el acceso de mantenimiento o la disponibilidad de componentes.
«Movimiento directo» no es una regla de fiabilidad. Un actuador rotativo de cremallera y piñón ya convierte el movimiento lineal del pistón en rotación del eje. Los actuadores eléctricos de husillo convierten rotación de motor en traslación. Bielas, levas, mecanismos de rodillera y correas pueden ser soluciones de ingeniería sólidas cuando se entiende su geometría y sus articulaciones están soportadas.
Use salida directa cuando elimina juntas innecesarias y ofrece una trayectoria de carga limpia. Considere la conversión cuando aporta una ventaja mecánica útil, coloca el actuador fuera de una zona peligrosa o de lavado, cabe en la envolvente disponible, crea el movimiento no lineal requerido o permite que un actuador estándar sirva a una trayectoria poco común.
La contrapartida es un comportamiento dependiente de la geometría. Un cilindro que acciona una biela no produce par de salida constante durante la rotación. Su brazo de palanca efectivo cambia con el ángulo y puede acercarse a una condición de punto muerto. Las cargas de pasador, reacciones de rodamiento, holgura, desgaste de articulaciones, cargas de tope y posiciones de sensor deben evaluarse durante todo el movimiento.
| Mecanismo de conversión | Útil cuando | Comprobación principal |
|---|---|---|
| Cilindro más brazo de manivela | compuerta angular corta o movimiento de sujeción | brazo de palanca variable y geometría de punto muerto |
| Cremallera y piñón | salida angular neumática compacta | carga de dientes, holgura, soporte de eje, energía de parada |
| Motor más husillo | posición y fuerza lineal controladas | velocidad crítica, pandeo, ciclo de trabajo, eficiencia, alineación |
| Motor más correa | transferencia lineal larga y rápida | estiramiento de correa, carga de guía, tensión, distancia de parada |
| Leva o rodillera | movimiento adaptado o alta fuerza final | tensión de contacto, permanencia, fuerza de articulación, sobrecentro |
¿Qué tipo de movimiento encaja con tareas comunes de automatización?
Parker enumera carreras OSP-P sin vástago de hasta 6.000 mm, mientras que SMC lista arcos rotativos neumáticos de hasta 270° en su resumen de familias estándar (Parker, SMC, consultado el 17 de julio de 2026). Esos límites muestran por qué la trayectoria de recorrido y la envolvente deben filtrarse antes de comparar precio de actuadores.
Use esta matriz como decisión inicial, no como selección final de tamaño:
| Aplicación | Punto de partida probable | Por qué | Seguimiento crítico |
|---|---|---|---|
| Transferencia horizontal larga de producto | Actuador lineal sin vástago o guiado | recorrido recto y longitud total compacta | momentos de guía, velocidad, caudal de válvula, energía de parada |
| Sujeción contra una referencia fija | Cilindro lineal | empuje directo y dos posiciones claras | fuerza disponible, rigidez de bastidor, liberación segura |
| Volteo de utillaje 180° | Mesa o actuador rotativo | la carga gira alrededor de un eje definido | inercia, carga de rodamiento, energía de parada, posición de sensor |
| Válvula de proceso de cuarto de vuelta | Actuador rotativo de válvula | el ángulo de salida coincide con el vástago de la válvula | par de arranque, par de marcha, estado ante fallo, interfaz |
| Compuerta oscilante con actuador remoto | Cilindro lineal más varillaje | el empaquetado o acceso favorece montaje remoto | par durante todo el ángulo, carga de pasador, punto muerto |
| Mezclador continuo | Motor neumático o eléctrico | el eje debe seguir girando | par a velocidad, potencia, ciclo de trabajo, uso de aire o energía |
| Eje de receta multiposición | Actuador eléctrico o servocontrolado | paradas y perfiles de movimiento programables | precisión, repetibilidad, controles, seguridad |
Ejemplo: eje de transferencia largo
Un carro debe moverse 2.000 mm a lo largo de un transportador y mantenerse paralelo al bastidor. La salida es lineal. Empiece con un eje lineal sin vástago o guiado, luego compruebe momentos del carro, vida de guía, presión dinámica, tiempo objetivo, energía final, tubería y sensores. Un actuador rotativo con varillaje añadiría una relación de movimiento variable sin resolver el requisito de guiado.
Ejemplo: estación de volteo de producto
Un utillaje debe girar 180° alrededor de un eje soportado y permanecer en cada extremo. La salida es angular. Empiece con un actuador rotativo, luego calcule inercia de carga, par de resistencia y aceleración, tiempo de giro, cargas de rodamiento, capacidad de amortiguación o amortiguador y confirmación de posición final. Un cilindro lineal sigue siendo viable solo si el empaquetado del varillaje o la ventaja mecánica lo justifican.
Ejemplo: compuerta desviadora desplazada
Una compuerta pivota 60°, pero el actuador debe situarse bajo el transportador por acceso de protección y lavado. Un cilindro lineal con biela puede ser el paquete más limpio. Calcule fuerza de cilindro y par de salida en varios ángulos, especialmente donde el brazo de palanca sea más corto. Luego verifique cargas de articulación, topes y comportamiento ante fallos.
¿Qué datos debe incluir una RFQ de actuador?
La herramienta neumática de dimensionamiento de Parker pide entradas de aplicación como soporte de carga, coeficiente de fricción, distancia a la válvula y condiciones de operación antes de devolver productos candidatos (Parker Virtual Engineer, consultado el 17 de julio de 2026). Una RFQ útil describe del mismo modo el movimiento y la carga en lugar de pedir solo «un actuador lineal» o «un cilindro rotativo».
Envíe un croquis del movimiento e incluya:
| Entrada de RFQ | Actuador lineal | Actuador rotativo |
|---|---|---|
| Trayectoria de salida | carrera, orientación, número de posiciones | ángulo, dirección, número de posiciones |
| Carga | masa, fuerza externa, fricción, soporte de guía | masa, centro de gravedad, brazo de palanca, inercia, fricción |
| Tiempo | tiempo de extensión/retracción y permanencia | tiempo de giro, permanencia, aceleración u objetivo de parada |
| Suministro | presión durante el movimiento, caudal, detalles de válvula y tubo | presión durante el movimiento, detalles de válvula y tubo |
| Estructura | montaje, guía, carga lateral, momento | soporte de eje, carga radial/axial, brida o mesa |
| Parada | amortiguación, amortiguador, tope externo | amortiguación, bumper, amortiguador, tope externo |
| Realimentación | sensores finales, posición intermedia, realimentación analógica | sensores finales, topes ajustables, encoder o posicionador |
| Ciclo | ciclos por minuto, horas por día, objetivo de vida | ciclos por minuto, horas por día, objetivo de vida |
| Entorno | temperatura, lavado, corrosión, polvo, sala limpia | temperatura, lavado, corrosión, polvo, sala limpia |
| Seguridad | estado ante pérdida de presión, retención de carga, protección | posición de fallo, energía almacenada, protección, movimiento inesperado |
Mida la presión mientras el actuador se mueve. La presión estática del regulador puede ocultar pérdidas en válvula y tubería. Indique también si la carga tiene sus propias guías o rodamientos; de lo contrario, el proveedor no puede juzgar carga lateral, momento ni requisitos de carga de eje.
Si la pregunta no resuelta es la tecnología de energía y no la geometría, use la guía separada de cilindro frente a actuador eléctrico. Mantener separadas esas decisiones evita que una comparación lineal frente a rotativa se convierta en un debate vago de neumática frente a eléctrica.
Preguntas frecuentes sobre actuadores lineales frente a rotativos
¿Puede un actuador lineal crear movimiento rotativo?
Sí. Un cilindro puede accionar una manivela, cremallera o varillaje para crear movimiento angular. El diseño debe evaluarse a lo largo de todo el ángulo porque el brazo de palanca efectivo y el par de salida pueden cambiar. Los productos de cremallera y piñón de SMC son un ejemplo familiar: un pistón lineal y una cremallera crean rotación limitada del eje.
¿Un actuador rotativo es lo mismo que un motor?
No. SMC enumera arcos comunes de actuadores rotativos neumáticos de 90°, 180°, 190° y 270°, que son movimientos de ángulo limitado. Un motor se selecciona para rotación continua de eje usando par de marcha, par de arranque, rpm, potencia y ciclo de trabajo. No use un actuador de ángulo limitado como accionamiento continuo de mezclador.
¿Qué tipo de actuador es más preciso?
Ninguna geometría de salida garantiza precisión. Defina primero precisión, repetibilidad, resolución, holgura, elasticidad y tiempo de asentamiento. Festo señala que la precisión y la respuesta dinámica son factores de selección tecnológica, mientras que las guías, rodamientos, realimentación, controlador, topes y estructura de la máquina determinan qué puede lograr el eje completo.
¿Un cilindro sin vástago soporta mejor las cargas laterales que uno con vástago?
No automáticamente. Parker ofrece configuraciones OSP-P con guías y frenos, pero cada carro sigue teniendo límites publicados de fuerza y momento. A un cilindro sin vástago no guiado no se le debe atribuir mayor capacidad de carga lateral solo porque no tenga vástago saliente. Compruebe la disposición exacta de guía y el desplazamiento de carga.
¿Cuánto factor de seguridad debo añadir a la fuerza o al par?
No existe un factor universal de 25-50% para todos los actuadores. Parker indica que los factores de diseño varían según la aplicación y el conocimiento del diseñador. Use el método de selección del producto, considere variación de presión, fricción, aceleración, incertidumbre de carga, ciclo de trabajo y energía de parada, y después valide el movimiento instalado.
Conclusión
Lineal frente a rotativo es una decisión geométrica antes que una decisión de producto. Elija traslación para una trayectoria de carga recta, rotación de ángulo limitado para una carga pivotante y un motor para rotación continua. Después dimensione el sistema real: fuerza o par, guías o rodamientos, carrera o ángulo, velocidad, inercia, método de parada, entorno, controles y estado seguro.
Los mecanismos de conversión no son inferiores por naturaleza. Son apropiados cuando mejoran el empaquetado o la ventaja mecánica y cuando la geometría cambiante está calculada. Un croquis claro de la trayectoria de carga y una RFQ completa evitarán más errores de selección que una afirmación genérica de que un tipo de actuador es más fuerte, preciso o fiable.
Fuentes
- International Organization for Standardization. ISO 15552:2018, cilindros neumáticos con montajes desmontables. Confirmado en febrero de 2025. Consultado el 17 de julio de 2026.
- Parker Hannifin. OSP-P Rodless Cylinders. Consultado el 17 de julio de 2026.
- Parker Hannifin. Pneumatic Actuator Products: Rotary Actuator Torque Requirements. Consultado el 17 de julio de 2026.
- Parker Hannifin. Virtual Engineer pneumatic sizing and selection tool. Consultado el 17 de julio de 2026.
- SMC Corporation of America. Rotary Actuators. Consultado el 17 de julio de 2026.
- Festo. Pneumatics or electrics? How to make the right choice. Publicado el 8 de abril de 2026. Consultado el 17 de julio de 2026.
- AutomationDirect. Linear Motion Products video. Consultado el 17 de julio de 2026.