Los principios de la neumática son los mismos que los de la hidráulica, pero la neumática transmite energía utilizando un gas en lugar de un líquido. Normalmente se utiliza aire comprimido, aunque se pueden usar nitrógeno u otros gases inertes para aplicaciones especiales. En los sistemas neumáticos, el aire se bombea a un recipiente utilizando un compresor. El recipiente almacena un gran volumen de aire comprimido para ser utilizado por el sistema neumático según sea necesario. El aire atmosférico contiene suciedad en suspensión, vapor de agua y otros contaminantes, por lo que en los sistemas neumáticos se utilizan filtros y secadores de aire para mantener el aire comprimido limpio y seco, lo que mejora la fiabilidad y la vida útil de los componentes y del sistema. Los sistemas neumáticos también utilizan una variedad de válvulas para controlar la dirección, la presión y la velocidad de los actuadores.
La mayoría de los sistemas neumáticos operan a presiones de alrededor de 100 psi o menos. Debido a la presión más baja, los cilindros y otros actuadores deben ser más grandes que sus homólogos hidráulicos para aplicar una fuerza equivalente. Por ejemplo, un cilindro hidráulico con un pistón de 2 pulgadas de diámetro (3.14 pulgadas cuadradas de área) y una presión de fluido de 1,000 psi puede ejercer una fuerza de 3140 lbs. Un cilindro neumático que utiliza aire a 100 psi necesitaría un diámetro de casi 6½ pulgadas (33 pulgadas cuadradas) para desarrollar la misma fuerza.
A pesar de que los sistemas neumáticos generalmente operan a presiones mucho más bajas que los sistemas hidráulicos, la neumática tiene muchas ventajas que la hacen más adecuada para muchas aplicaciones. Debido a que las presiones neumáticas son más bajas, los componentes pueden fabricarse con materiales más delgados y ligeros, como el aluminio y plásticos de ingeniería, mientras que los componentes hidráulicos suelen estar hechos de acero y hierro dúctil o fundido. Los sistemas hidráulicos a menudo se consideran rígidos, mientras que los sistemas neumáticos generalmente ofrecen algo de amortiguación o “flexibilidad”. Los sistemas neumáticos son generalmente más simples porque el aire puede ser expulsado a la atmósfera, mientras que el fluido hidráulico generalmente se dirige de nuevo a un reservorio de fluido.
La neumática también tiene ventajas sobre los métodos de transmisión de potencia electromecánicos. Los motores eléctricos a menudo están limitados por la generación de calor. La generación de calor no suele ser un problema con los motores neumáticos, ya que el flujo de aire comprimido que pasa a través de ellos lleva el calor. Además, como los componentes neumáticos no requieren electricidad, no necesitan los voluminosos, pesados y costosos recintos a prueba de explosiones que requieren los motores eléctricos. De hecho, incluso sin recintos especiales, los motores eléctricos son considerablemente más grandes y pesados que los motores neumáticos de potencia equivalente. Además, si se sobrecargan, los motores neumáticos simplemente se detendrán y no consumirán energía. Los motores eléctricos, en cambio, pueden sobrecalentarse y quemarse si se sobrecargan. Además, el control de torque, fuerza y velocidad con neumática a menudo requiere válvulas simples de control de presión o flujo, en lugar de controles eléctricos más costosos y complejos. Y, al igual que en hidráulica, los actuadores neumáticos pueden invertir instantáneamente la dirección, mientras que los componentes electromecánicos a menudo rotan con alta inercia, lo que puede retrasar los cambios de dirección.
Otra ventaja de la neumática es que permite usar vacío para recoger y mover objetos. El vacío puede considerarse como presión negativa: al eliminar aire (evacuar) del volumen entre dos partes, la presión atmosférica fuera del volumen empuja las partes juntas. Por ejemplo, intentar recoger una sola hoja de papel o un huevo crudo presenta un desafío con grúas convencionales. Pero con un sistema neumático de vacío, evacuar una ventosa en contacto con una hoja de papel o cáscara de huevo hará que la presión atmosférica empuje el papel o el huevo contra la ventosa, permitiendo que se levante.
