3.4- manejo de aire comprimido en instalaciones …
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3.4- MANEJO DE AIRE COMPRIMIDO EN INSTALACIONES INDUSTRIALES
3.4.1- INTRODUCCION
La industria moderna utiliza cada vez más instalaciones de aire comprimido para dar alimentación a diversos usos, herramentales y o procesos productivos tales como herramientas neumáticas,
control de instrumentos y equipos, accionamiento de cilindros neumáticos, desplazamiento de
cargas mediante colchones de aire, etc.
Por otra parte podemos asegurar que de los servicios por red que se utilizan en la mayoría de las plantas industriales, el aire comprimido es sin dudas uno de los “más costosos”, por ello su
conocimiento, estudio y la correcta definición del equipamiento a utilizar permitirá al ingeniero de planta asegurar un manejo y operación de las instalaciones de este tipo particular de fluido, con la
máxima eficiencia y eficacia.
En este tratado se hará referencia únicamente al “tipo de instalaciones de aire comprimido” que
normalmente se utilizan en casi toda planta industrial de mediana o gran magnitud, a los efectos de no quedar circunscriptos para el desarrollo del tema, a la problemática que puede resolverse
mediante la utilización de un único y compacto equipo de generación, almacenaje y dispense de
este fluido1.
3.4.2- CUALIDADES REQUERIDAS
Resulta de primordial importancia, previo a la definición del tipo de sistema o máquina compresora a utilizar, “conocer” o bien “definir” los parámetros fundamentales requeridos del aire comprimido
para los procesos en los que éste deba intervenir. Estos parámetros son los siguientes:
Presión de la Red
AIRE COMPRIMIDO Caudales de Consumo
-Parámetros Fundamentales- Calidad del Fluido
3.4.2.1- La Presión de la Red normal (nominal) que se utiliza en la mayoría de las plantas
industriales es de 7 bar por ello, salvo en instalaciones particulares donde la presión nominal difiera de este valor, dicho parámetro resulta de sencilla determinación. Por otra parte, la mayoría
del herramental y elementos accionados neumáticamente se diseña para una presión nominal de 6 bar.
3.4.2.2-Los Caudales de Consumo necesarios o requeridos por la instalación a diseñar o
construir, para satisfacer los procesos productivos, deben calcularse con la mayor precisión posible sin dejar de considerar o prever una determinada flexibilidad2 en los mismos, ya que no resulta
sencillo ni mucho menos económico “practicar ampliaciones de la red de producción de aire
comprimido” una vez finalizadas las instalaciones que nos proveerán de este fluido.
Resultará imprescindible en primer instancia, para cuantificar los volúmenes o caudales requeridos, conocer con precisión los caudales parciales de cada uno de los elementos, máquinas,
herramentales y o dispositivos que consumirán este tipo de fluido en la planta y además se
necesitará definir los “factores de uso y de simultaneidad3” que se tengan para la totalidad de consumos de aire comprimido que resulten necesarios en los procesos y operaciones a desarrollar
1 A los efectos de ejemplificar este punto diremos que la instalación típica de aire comprimido que se utiliza en una “gomería” o en un
“taller mecánico”, resueltos simplemente con la utilización de un equipo motocompresor portátil, no forma parte de este tratado. 2 Se entenderá como flexibilidad, en este caso, a la consideración del posible incremento que pueda requerirse en la producción de este
servicio, prevista para determinado período de tiempo. 3 Coeficiente o factor de uso y de simultaneidad: Ver punto 3.3.4.3.3.4.1.
en la planta. Por otra parte, y como complemento de lo antes explicitado, también deberá tenerse en cuenta los volúmenes de fluido requeridos para “llenar el sistema” por primera vez4,
permitiendo ésto definir con que anticipo de tiempo se deberá poner en servicio al sistema de generación de aire comprimido previo al inicio de las tareas de producción (en caso de no tratarse
de procesos continuos) en cada jornada laboral.
Las fugas de fluido requieren de una particular atención debido a que la falta de control y
reparación de uniones entre cañerías, accesorios, conectores, pinchadura en mangueras, etc. pueden representar un consumo extra de aproximadamente entre un 5% y un 10% del promedio
general de consumo, cifra que está influida por la extensión de la red. Por esto, las fugas deben merecer una pronta acción correctiva a medida que se vayan produciendo los escapes evitando las
“pérdidas de energía” que esta situación representa. Es sumamente importante recalcar que el
hecho de que preventivamente se tenga en cuenta la existencia de fugas al dimensionar el sistema de generación ello “no significa su aceptación incondicional”
Con los datos explicitados se podrá definir entonces el tamaño y cantidad de máquinas de
generación demandadas para satisfacer la instalación en estudio.
PARCIALES PARA EL TOTAL DEL HERRAMENTAL CAUDALES DE CONSUMO FACTORES DE USO Y DE SIMULTANEIDAD
LLENADO DEL SISTEMA FUGAS
3.4.2.3-La Calidad de Fluido requerido conforma el tercer parámetro fundamental a ser
definido. Tal como se explicitó anteriormente los compresores inician su actividad con la toma de aire atmosférico del ambiente para luego comprimirlo y enviarlo al sistema de acumulación y de allí
a la red. Por ello la calidad del aire disponible en el ambiente al igual que la calidad de fluido
requerido en los distintos procesos productivos resultará directamente ligado uno a otro.
Respecto de las necesidades que se pueden producir o necesitar en una planta, en cuanto a la calidad del fluido, suelen ser éstas dispares ocasionando ello serias y complejas determinaciones
como ocurre, por ejemplo, en una planta automotriz donde se utiliza aire comprimido, entre otros
usos, tanto para alimentación de robótica utilizada en los procesos de pintura, los que exigen una calidad extrema, como para el llenado o inflado de las cubiertas de los vehículos, proceso que
requiere un tipo de fluido casi sin ningún tipo de tratamiento.
Estas disímiles propiedades, requeridas en una misma planta, exigen de los ingenieros calculistas un exigente compromiso y responsabilidad en sus determinaciones con el objeto de lograr el mejor
resultado factible de alcanzar a costos razonables.
3.4.3- COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA INSTALACION DE AIRE COMPRIMIDO
Enunciado el tipo de instalación que nos interesa desarrollar en este tratado, podemos decir que
toda instalación de aire comprimido consta fundamentalmente de cuatro partes principales, a saber: Generación, Almacenaje o Acumulación, Distribución por Red y Alimentación de Equipos.
GENERACION
ALMACENAJE O ACUMULACION
INSTALACIONES DE AIRE COMPRIMIDO DISTRIBUCION POR RED
ALIMENTACION DE EQUIPOS
4 El servicio de aprovisionamiento de aire comprimido, una vez finalizados los horarios de producción y o mantenimiento de la planta
industrial en los que se lo utiliza, al igual que con los servicios de iluminación, calefacción y otros, se discontinúa a los efectos de
minimizar costos. En las redes troncales y secundarias de distribución de este fluido, una vez interrumpida la generación/ aprovisionamiento, la presión de red se pierde rápidamente, fundamentalmente por pérdidas. Por esto, antes del inicio de toda jornada
laboral el “sistema” requiere de su puesta en marcha previo al inicio de las tareas de producción, tal como ocurre con los servicios de
vapor o agua caliente provistos por las calderas.
Asimismo, como se verá mas adelante, en cada uno de los procesos indicados el fluido recibirá, al
final de los mismos, un “tratamiento particular” con el objeto de maximizar su calidad.
3.4.3.1-GENERACION
La generación del aire comprimido se logra a partir de la utilización de máquinas de desplazamiento positivo llamadas “Compresores de Aire”. Estas máquinas, simplemente toman aire
atmosférico del ambiente y lo comprimen enviándolo luego, previo tratamiento, para su guarda temporaria a un depósito comúnmente denominado tanque o pulmón de almacenaje.
Existen diferentes tipos de máquinas y tecnologías para la compresión de este fluido, siendo las
más utilizadas las siguientes:
CON
LUBRICACION
ALTERNATIVOS O A EMBOLO SIN
LUBRICACION
TIPO DE COMPRESORES A TORNILLO
ROTATIVOS DE PALETAS DESLIZANTES
OTROS
3.4.3.1.1-COMPRESORES A EMBOLO, o de movimiento alternativo: Son máquinas de
desplazamiento positivo en las que inicialmente se aumenta la presión de un volumen determinado de gas (en este caso aire tomado del ambiente) mediante la reducción de su volumen inicial a
través del movimiento de vaivén logrado mediante émbolos que se desplazan dentro de sus correspondientes cámaras (cilindros). Estos cilindros pueden ser de simple o de doble efecto y son
accionados, en ambos casos, mediante mecanismos de biela - manivela.
Estas máquinas también pueden ser de una o mas etapas de compresión. En caso de máquinas de
múltiples etapas son necesarios “enfriadores” entre cada una de éstas con el objeto de reducir el aumento de temperatura que sufre el aire en cada proceso de compresión. Estos enfriamientos
intermedios permiten, además, reducir el volumen del aire previamente comprimido antes de su ingreso a una nueva etapa disminuyendo así la energía total necesaria además de permitir que los
valores de temperatura, tanto del aire como de las partes del compresor en contacto con éste, se
estabilicen dentro de límites seguros de operación.
Existen además dos tipos particulares de diseño para estos compresores, los que requieren de lubricación y los de diseño sin lubricación. Cada una de estas tecnologías posee tanto costos como
campos de aplicación y uso particulares. Cabe aclarar que, bien por su antigüedad, falta de un
adecuado mantenimiento o ambas situaciones simultáneas, los diseños con lubricación permiten la fuga de aceite, el que termina acompañando y contaminando al aire comprimido generado. Esta
situación debe cuidarse al máximo ya que éste tipo de contaminación no resulta admisible en muchos procesos productivos.
A modo de síntesis podemos señalar que los compresores del tipo alternativos, en sus diversas
configuraciones y diseños, son comúnmente los mas utilizados en las plantas industriales,
especialmente en aquellas en las que no se requiere cualidades excepcionales en este fluido.
3.4.3.1.2-COMPRESORES A TORNILLO: Estos equipos consisten en una carcasa de forma oval
con talladura de dos cavidades unidas, en forma de 8 acostado. En el interior de las cavidades
referidas giran en sentido contrario dos rotores, ejes, que en toda su longitud poseen tallados sendos filetes helicoidales a la manera de macho-hembra que le dan apariencia de tornillos (sin
serlo), y de donde deriva su nombre. Ambos rotores se disponen de forma horizontal y paralela de manera que las salientes convexas del filete de uno de ellos penetran en la cavidad cóncava del
filete del otro.
La toma de aire se realiza desde uno de los extremos de los rotores, siendo que el aire atmosférico
ingresa al equipo llenando los espacios existentes entre los filetes de ambos rotores, los que al girar y entrar progresivamente uno dentro del otro (de las hélices) van empujando al aire hacia el
frente opuesto y como el volumen del aire va disminuyendo paulatinamente se produce una
compresión continua del aire circulante. Como a la descarga del aire comprimido por un filete sigue la llegada ininterrumpida de los demás, este diseño de compresión produce en definitiva un flujo
continuo y prácticamente sin oscilaciones. El número de filetes de cada uno de los rotores generalmente es diferente, siendo que la
combinación de 4 entradas en el macho y seis en el rotor hembra es uno de los diseños mas comunes. Esta situación de cantidad de hélices diferentes hace que las velocidades de ambos
rotores resulten diferentes.
Como no existe un contacto directo entre rotores y carcasa los huelgos entre ambos, y para evitar
la fuga de aire, se sellan mediante la inyección de aceite lubricante el que es impulsado por diferencia de presión. Este a la salida de su trayecto de trabajo se enfría y filtra previo a su nueva
inyección, en un proceso de circulación continua. El aceite referido cumple tres funciones
particulares siendo que un porcentaje aproximado del 80% de su volumen se lo utiliza para enfriamiento de la compresión, 15% para el sellado de fugas y el 55 restante para lubricación de
las partes metálicas en contacto.
El funcionamiento de este tipo de compresores es de los mas silenciosos y casi excento de vibraciones por lo que no requieren de fundaciones o anclajes costosas.
3.4.3.1.3-COMPRESORES A PALETAS DESLIZANTES: Este equipo consta de una carcasa en
cuyo interior se halla un cilindro giratorio, en posición descentrada con respecto al eje de la carcasa, que posee una serie de ranuras en las que se encuentran posicionadas unas delgadas
paletas. Debido a las fuerzas centrífugas que se generan durante la rotación, las paletas referidas
se deslizan a través de las ranuras hasta la pared de la carcasa que las contiene, dividiendo los espacios entre carcasa y el eje rotor en compartimentos (cámaras) de diferente tamaño.
Durante la rotación del cilindro porta-paletas las cámaras se llenan de aire proveniente de la
atmósfera, ingresando éste a través del paso del rotor por la boca de aspiración del equipo y al
continuar su giro el volumen de aire capturado en las cámaras va disminuyendo paulatinamente comprimiendo el aire hasta que éste es expulsado por el conducto o boca de salida del compresor.
Las paletas deslizantes, en ningún momento hacen contacto con la pared interna de la carcasa sino que lo hacen respaldándose en dos aros giratorios de diámetro ligeramente inferior al de la
carcasa. En esta situación el equipo está diseñado para proporcionar una determinada inyección de aceite en el interior del equipo que por efecto de las fuerzas centrífugas producidas es arrastrado y
adherido a las paredes interiores de la carcasa proporcionando así estanqueidad a las fugas entre
paletas y carcasa.
Generalmente, el aceite lubricante se hace circular en un circuito cerrado, similar al caso de los compresores a tornillo, filtrándolo y enfriándolo, siendo que este proceso ayuda también al
enfriamiento del sistema de compresión (máquina y aire comprimido) entregando un fluido a
temperaturas inferiores a las de los compresores del tipo alternativos.
Estos compresores son sencillos, eficientes y silenciosos, y al igual que los compresores a tornillo, la salida de aire es continua, no pulsante como la de los compresores alternativos.
3.4.3.1.4-CANTIDAD Y TIPO DE EQUIPOS A INSTALAR
Resulta importante analizar, respecto de la cantidad de equipos compresores que formarán el
sistema de generación, las siguientes consideraciones básicas:
Economía: La inversión mínima (inicial) se obtendrá sin dudas con el diseño, cálculo y adquisición
de un único equipo compresor capaz de proveer la totalidad de aire comprimido necesario en la planta.
Operatividad: Un diseño de instalación con un único equipo compresor está lejos de ser la ideal.
Un análisis cuidadoso de las particularidades del consumo puede resultar, por ejemplo, en la
recomendación de dividirlo entre dos o mas equipos de compresión, donde alguno de ellos deberá atender la demanda promedio y los siguientes actuarán como refuerzo en períodos u horarios de
consumo pico logrando de esta manera menores consumos energéticos y menores desgastes de los equipos.
Por otra parte, la división del consumo entre varios equipos compresores resulta conveniente cuando deban preverse ampliaciones futuras al sistema de generación o bien durante las paradas
por mantenimiento o imprevistos. Existen determinados procesos productivos usuarios de aire comprimido en los que no resulta
posible la discontinuidad o parada de los mismos. En éstos por lo tanto se requiere, especialmente para los casos de paradas por reparaciones y o mantenimiento no previstos, de la previsión y
provisión de equipos de generación alternativos de reemplazo que eviten la parada de los procesos
productivos.
Por otra parte el funcionamiento natural de los equipos de compresión genera un importante nivel de ruidos. Estos son originados tanto por las fuentes mecánicas intervinientes en la compresión del
aire como por la existencia de vibraciones en los equipos y además por los efectos que produce la
circulación del aire en los distintos pasos del proceso de compresión. Los equipos más ruidosos suelen ser los de tipo a embolo o alternativos.
También la aspiración del aire atmosférico, previo a su compresión, también genera un importante
nivel de ruido. Por ello suele dotarse a los conductos de aspiración, entre los filtros de ingreso del aire atmosférico y compresores, de silenciadores que si bien producen importantes pérdidas de
carga, ayudan a minimizar la problemática de ruidos en el ambiente5.
Para evitar las vibraciones producidas por los equipos compresores se dota a éstos de bases y
anclajes con elementos amortiguadores con los que se minimiza grandemente estas problemáticas.
Los equipos de compresión de aire del tipo rotativos, por su misma naturaleza, son generadores de
un menor nivel de emisión sonora6 (ruido) respecto de los compresores a embolo o alternativos.
A E A 80 - 85 dB (A) NIVELES DE EMISION SONORA
(APROXIMADOS)
EN COMPRESORES DEL TIPO A 65 - 70 dB (A)
3.4.3.1.5-TRATAMIENTOS EN LA GENERACION
Entendiendo por generación no sólo a la compresión del aire sino al “proceso integral donde se
comprime y acondiciona al fluido tomado de la atmósfera previo a su almacenamiento”, corresponde se considere una serie de tratamientos, algunos previos y otros posteriores al paso del
fluido por el compresor, que resultarán de fundamental importancia para determinar la calidad del aire comprimido obtenido. Por esto podemos sintetizar al proceso de generación como a la suma o
sucesión de los siguientes procesos-etapas:
5 Es importante señalar que la legislación impone límites máximos a la emisión de ruidos y vibraciones ya que éstos afectan directamente a la salud de los trabajadores (Decreto Nacional 351/79- Artículos 85 al 94 - Reglamentario de la Ley Nacional de Higiene
y Seguridad en el Trabajo) 6 Para la medición de los niveles de emisión sonora (ruido) se utiliza la unidad denominada Decibelio. Esta unidad se emplea tanto en telecomunicaciones como en acústica para expresar una relación entre dos magnitudes, las que pueden ser: de potencia, acústicas o
eléctricas.
El decibelio, cuyo símbolo es dB, es una unidad de tipo logarítmica, submúltiplo del Belio. El uso de este tipo de escala logarítmica se debe a que la sensibilidad que presenta el oído humano a las variaciones de intensidad sonora sigue también una escala aproximada a una del tipo logarítmica y no una tipo lineal. Si bien los verdaderos umbrales de audición varía entre las distintas personas, y aún dentro de la misma persona para distintas
frecuencias, se considera y adopta como 0dB al umbral mínimo de la audición y 140 dB como el umbral de dolor para el oído del ser humano.
Como el oído humano no percibe igual las distintas frecuencias y alcanza el máximo de percepción sólo en las “medias” se definió al
decibelio A (dBA), como la unidad de nivel sonoro medido con filtros que quitan parte de las bajas y las muy altas frecuencias valorizando únicamente a aquellas frecuencias más dañinas para el oído humano.
Por ello, la exposición a una determinada potencia sonora (ruido) medida en dBA, es un buen indicador del riesgo auditivo. La Ley
Nacional Nº 19.587 define los valores de ruido y tiempos máximos de exposición admisibles en los ambientes laborales.
TRATAMIENTOS EN LA ASPIRACION DEL AIRE ATMOSFERICO
GENERACION COMPRESION DEL AIRE
TRATAMIENTOS POSTERIORES A LA COMPRESION
Es decir que en la Generación se observan dos etapas particulares de tratamiento del aire a procesar, etapas que se cumplen en la mayoría de instalaciones, a saber:
TRATAMIENTOS EN LA ASPIRACION
DEL AIRE ATMOSFERICO FILTRADO (FUNDAMENTALMENTE)
TRATAMIENTOS POSTERIORES DESHUMIDIFICACION A LA COMPRESION ELIMINACION DE OTRAS IMPUREZAS
Si se analizara el aire del medio ambiente, con los elementos adecuados, se podrá observar que en
tan solo 1 m3 de aire aspirado por el compresor, y según la calidad del medio donde se realice la
toma de éste, se puede llegar a encontrar fácilmente hasta con 150 millones, o más, de partículas en suspensión y, dependiendo de la humedad atmosférica reinante, con un 40% u 90% de vapor
de agua, así también como con una importante cantidad de aceite y/o hidrocarburos no quemados, provenientes de máquinas o bien de diversos gases de escape.
Para entender dicha problemática, y a modo de ejemplo, supongamos tener que comprimir a 10 bares el referido tipo de aire atmosférico. En éste la concentración de las “sustancias nocivas y
contaminantes” aumentaría cerca de 11 veces, es decir que 1 m3 de aire atmosférico de la calidad establecida, comprimido a 10 bares, poseería un total aproximado de 1650 millones de partículas
contaminantes.
Tal como se ha dicho anteriormente, y en función a la aplicación final a darle al fluido, estas
partículas contaminantes deben ser convenientemente disminuidas o eliminadas7 hasta obtener, muchas veces, un aire comprimido estéril, absolutamente seco y exento de aceites, tal como se lo
requiere, por ejemplo, en las industrias y o aplicaciones farmacéuticas.
El primer tratamiento a realizarle al aire atmosférico, previo al ingreso del mismo al compresor, es
un tratamiento de filtrado. Para ello, las secciones de toma, filtros y conductos deben prever la correspondiente pérdida de presión que genera este primer proceso de reacondicionamiento del
fluido aspirado. Para tener idea de la diversidad y tamaño de alguna de las partículas que se pueden encontrar en el aire atmosférico se muestra la Figura 31.
7 Estas impurezas generan contaminación y o fallos en los equipos, herramientas o aparatos que utilizan al aire comprimido como fuente
de energía. Las consecuencias son “costosos tiempos de paradas” y o “productos de baja calidad”.
Impurezas más importantes que se pueden encontrar en el aire atmosférico y su tamaño. -El diámetro de partículas está expresado en micrómetros [µm]-
FIGURA 31
El tipo, cantidad y sección de cribas, material de mallas, y demás particularidades de sistema de
filtrado a realizar durante la toma del aire atmosférico resulta entonces de particular y significativa importancia ya que al ser el primer paso de un complejo y vasto sistema, si éste no fuera resuelto
convenientemente difícilmente se pueda obtener un producto final con la calidad esperada. Para
ello, el ingeniero o el proyectista en Ventilación Industrial, una vez estudiadas tanto las necesidades de los procesos de fabricación como los de la calidad de aire atmosférico disponible,
deberán definir el equipamiento requerido por la instalación8.
Cuando se habla de “deshumidificación del aire comprimido” se entenderá directamente como la
quita de humedad contenida por el aire, que en el proceso de compresión y frente al aumento de presión y la temperatura generada, posibilitó que el agua en estado gaseoso contenida pasara al
estado líquido, resultando ésta un elemento sumamente pernicioso para el proceso.
Existen diferentes procesos que permiten eliminar gran parte del contenido de agua existente en el aire comprimido. Con éstos, no sólo se logra la precipitación y quita de un elevado porcentaje del
total de agua sino también el de otras impurezas, obteniendo así un fluido con un grado apropiado
de calidad, y en la mayoría de los casos, “ya acondicionado” para su utilización final.
De los procesos más utilizados para este acondicionamiento integral de quita de humedad e impurezas varias, podemos citar los siguientes:
3.4.3.1.5.1-SECADO POR ABSORCION
Se trata de un procedimiento puramente químico en el que se hace recircular al aire comprimido a
través de un lecho altamente higroscópico. Durante esta recirculación del fluido, el agua contenida en el mismo se pone en contacto y combina químicamente con las sustancias que conforman el
lecho antedicho lográndose así la retención del agua. Los compuestos que se forman por esta
unión química deben ser separados periódicamente del lecho cosa que puede realizarse tanto de forma manual como automática, de acuerdo al tipo de equipo y tecnología utilizada.
El lecho de secado, frente a la continua contaminación y retiro de parte del mismo, debe suplirse
con nuevo material para mantener la capacidad operativa del sistema. Estas tareas se realizan
aproximadamente de 2 a 4 veces al año, de acuerdo al tipo de equipo de que se trate.
8Normalmente estas determinaciones también debieran considerar los datos, información y experiencias del fabricante del equipo o
sistema de compresión a utilizar en la instalación, a los efectos de maximizar los resultados finales.
Es importante señalar que este procedimiento de secado sólo es capaz de retener muy pequeños porcentajes o proporciones de partículas de aceite9, ya que si éstos estuvieran en importantes
cantidades contaminarían a las sustancias secantes quitándole operatividad al sistema. En éstos casos se recomienda la utilización de filtros de retención de aceite para el aire comprimido, previo
ingreso del mismo al equipo de secado.
3.4.3.1.5.2-SECADO POR ADSORCION10
Se trata de un proceso físico, en el que se hace recircular al aire comprimido a través de un lecho de secado formado por gránulos adsorbentes de multicaras, de tamaño similar a perlas, al que se
lo denomina normalmente como “gel secante”.
Durante la recirculación del fluido, el agua contenida en el mismo queda retenida por contacto
sobre el gel que es el encargado de fijar/ retener la humedad del aire sobre sus caras. El gel referido se compone casi en un 100% de dióxido de silicio.
La capacidad adsorbente de este tipo de lechos es naturalmente limitada. Cuando éstos se saturan, pueden regenerarse de forma simple a través de recirculación de aire caliente a través de
los mismos, proceso con el que puede retirarse la humedad retenida por el gel secante.
3.4.3.1.5.3-SECADO POR ENFRIAMIENTO
Se trata de un proceso en el que se obtiene el secado del aire haciendo circular a éste en equipos a través de diversos sistemas de intercambio de calor y se basan en el principio de lograr una
reducción de la temperatura del punto de rocío11 del fluido. Estos sistemas pueden ser de tres tipos diferentes, por aire (Aire-Aire), por agua (Aire-Agua) o frigoríficos y en todos los casos el principio
de funcionamiento se basa en que, si se hace disminuir la temperatura del aire comprimido
húmedo su capacidad de retención del vapor de agua disminuye, permitiendo se produzca su condensación para una posterior separación por purgado.
En realidad el funcionamiento de los dos primeros equipos secadores referidos se limita a acelerar
el enfriamiento del aire comprimido caliente que sale del compresor, hasta una temperatura
ambiente y generalmente suelen ser empleados como preparación previa para procesos posteriores de secado mas intensivos, que suelen lograrse con la utilización de equipos secadores
por adsorción. Por tal motivo, mas que enfriadores suele denominarse a estos equipos de secado como post- enfriadores.
Por otra parte los secadores frigoríficos utilizan equipos compresores frigoríficos, similares a los
equipos de enfriamiento utilizados por las heladeras, para enfriar al aire comprimido proveniente
del compresor reduciendo su capacidad de retención de agua. Un adecuado funcionamiento del secador frigorífico exige que la temperatura de entrada del aire a tratar no supere los 40˚C, por lo
que normalmente necesita se intercale previo al mismo un preenfriador del tipo Aire-Aire o Aire-Agua antes descriptos.
3.4.3.1.6-CONCEPTOS DE AIRE LIBRE Y ATMOSFERA NORMAL DE REFERENCIA
Los valores de caudal de aire comprimido, tanto para su producción como para el consumo del
mismo, se expresan generalmente en unidades de “Aire ibre”, es decir de aire tomado de la atmósfera.
Por ello y siendo que las condiciones atmosféricas del ambiente resultan con parámetros muy disímiles se hizo necesario definir una serie de parámetros, que al momento de diseñar tanto a los
equipos para su producción como para las diversas herramientas y dispositivos neumáticos que lo consumen existiera una relación constante y universal, parámetros que conforman la llamada
“Atmósfera Normal de Referencia” (A ) siendo:
9El aceite normalmente proviene de los compresores, producto de las pérdidas de lubricante por desgaste en las piezas de los mismos. 10 Adsorción (de adsorber): Capacidad de atraer y retener en la superficie de un cuerpo moléculas o iones de otro cuerpo. 11Punto de rocío (llamado también Temperatura de rocío): Se puede definir como la ttemperatura a partir de la cual comienza a
condensarse el vapor de agua contenido en el aire produciendo rocío o neblina. (Ver punto 3.3.4.3.1.7)
Temperatura = 20˚C
PARAMETROS DE LA ANR12 Presión = 1,013 bar Humedad Relativa = 65%
A partir de esta normalización, y salvo que se indique específicamente lo contrario, se entiende que
las características de todo “aparato” que trabaje con aire comprimido se explicitan sobre la base de su equivalencia a un aire en condiciones de Atmósfera Normal de Referencia.
Así por ejemplo, para el caso de un equipo compresor de aire, en lugar de expresarse el caudal de
aire capaz de comprimir se expresa el caudal de aire aspirado del ambiente en condiciones de una
ANR. Para clarificar aún mas lo establecido se acostumbra anteponer la letra “ ” (indicando por Normal) al caudal que se mencione, expresándose por ejemplo que la capacidad de tal compresor
es de tantos xx Nm3/minuto.
Para calcular la equivalencia entre caudales de consumo y de generación, suponiendo que la
conversión se practicara a una temperatura constante = 20˚C (igual a la temperatura de la A ), se utiliza una fórmula simple, la que nos permite convertir el “volumen de aire comprimido” en
volumen de “Aire ibre”, a saber:
Pr + pa
QAL ( =20 ˚C) = QAC -----------
pa
Donde:
QAL : Caudal de “aire libre” [m3/minuto] QAC : Caudal de aire comprimido para su consumo [m3/minuto]
pr : Presión relativa del aire comprimido [kg/cm2] pa : Presión atmosférica [1,033 kg/cm2]
pr+pa : Presión absoluta
i la conversión se realizara, por ejemplo, para una temperatura de operación igual a = 30˚C (303 K˚)13 sería:
P + 1,033 293
QAL ( =30 ˚C) = QAC --------------- X --------- 1,033 303
Ejemplo de cálculo:
Determinar el volumen equivalente de aire normal, en condiciones de A.N.R, que posee un tanque
de 10 m3 de capacidad en el que se halla almacenado aire comprimido a 7 kg/cm2 de presión
(relativa), luego de una supuesta transformación donde la temperatura inicial y final de la masa gaseosa fuese de 20˚C.
Siendo las condiciones del aire comprimido p1; V1 y T1 y p2; V2 y T2 las condiciones de la A.N.R será:
p1 = 7 kg/cm2 + 1,033 kg/cm2 = 8,033 kg/cm2 (presión absoluta de la masa de aire almacenado)
p2 = 1,033 kg/cm2 (presión de la A.N.R)
uego, para una transformación a = Cte., será 1 = 2 = 20˚C y p. = Cte. , por ello: p1.V1=p2.V2
V2 = V1 . (p1/p2) = 10 . (8,033/1,033) = 77,76 m3
12 Valores definidos por la Norma ISO R 554. Otras condiciones para el Aire el Aire Libre lo da , por ejemplo, la Compresed Air & Gas Institute de U.S.A. normativa en la que un caudal de 1 N m³/h representa un caudal de 1 m³ de aire por hora a 20º C de temperatura,
1,033 kg/cm2 de presión y 36 % de humedad relativa. 13 T (˚K) = T (˚C) + 273
i por ejemplo, la temperatura de la masa de aire comprimido hubiera sido de = 30˚C (303 K˚),
sería:
p. V / T = Cte., por ello: p1.V1 / T1 = p2.V2 / T2
V2 = V1 . (T2/T1) . (p1/p2) = 10 . (273/303) . (8,033/1,033) = 70,06 m3
3.4.3.1.7-CONCEPTOS DE HUMEDAD RELATIVA Y PUNTO DE ROCIO
Para una determinada condición de presión y temperatura atmosférica se denomina Humedad
Relativa a la relación entre la humedad que contiene una determinada masa de aire respecto a la humedad máxima que podría admitir la misma sin que se produzca condensación, se expresa en
porcentaje y su importancia fundamental radica en que ésta refleja adecuadamente la capacidad que posee una masa de aire para admitir mas o menos vapor de agua.
Su cálculo se realiza mediante la siguiente fórmula:
p (H2O)
HR = 100 --------------- p* (H2O)
Donde:
HR : Humedad Relativa de la masa de aire considerada [%]
p (H2O) : Presión del vapor de agua contenido en la masa de aire [bar]
p*(H2O) : Presión de saturación del vapor de agua a la temperatura que se encuentra la masa de aire [bar]
Por otra parte la Temperatura de Rocío, llamada también como Punto de Rocío, es la temperatura
a la que comienza a condensarse el vapor de agua contenido por una determinada masa de aire
produciendo neblina o rocío. Cuando la masa de aire se satura (es decir que su humedad relativa es del 100%) se llega al punto de rocío.
También puede definirse como Punto de Rocío expresando: Es la temperatura a la cual debería
enfriarse una masa de aire (aire comprimido, aire atmosférico, etc.) para que el vapor de agua contenido en el mismo condense.
Por lo expresado resulta importante tener presente la siguiente cuestión/comparación:
“Punto de Rocío Atmosférico Vs. Punto de Rocío a Presión de Trabajo”
Para ello, la última definición resulta de particular importancia para entender que no es lo mismo
hablar de Punto de Rocío a presión atmosférica (760 mm Hg) que Punto de Rocío a presión de operación o de trabajo. Este último es más alto y es el que verdaderamente debe considerarse a la
hora de diseñar los equipos y sistemas de tratamiento para el fluido ya que las máquinas, dispositivos y o herramientas neumáticas trabajan con aire a presiones diferentes y mayores a la
presión atmosférica. Por ello y de no considerarse así aparecerán, tanto en las cañerías de conducción como en puestos de trabajo, “condensaciones no previstas” las que, en la mayoría de
casos, resultan altamente perjudiciales.
3.4.3.2-ALMACENAJE O ACUMULACION
El almacenaje o acumulación14 del aire comprimido, previo a su distribución por red, responde a
diversas particularidades/necesidades de la mayoría de las instalaciones. A continuación señalaremos las dos cuestiones de mayor relevancia que lo justifican, a saber:
14 El almacenaje de aire comprimido, normalmente a presiones iguales o mayores a los 7 bar, debe hacérselo en tanques de construcción
especial respetando las pautas del Código ASME-Sección VIII, normativa específica para diseño y cálculo de recipientes a presión.
- La necesidad de poseer una “reserva energética”: Resultará sencillo comprender que con un reservorio de fluido (aire comprimido almacenado) se puede hacer funcionar a un determinado
dispositivo o herramental neumático y que tanto el volumen como la presión disponibles resultarán los factores determinantes para definir los períodos de tiempo en el que resultará posible
materializar dicho funcionamiento. Cabe aclarar además que, salvo contadas excepciones, no
resulta viable alimentar herramental o dispositivo neumático alguno haciéndolo directamente con el “producido” por el compresor15.
- La necesidad de compensar “producción con consumo”: Sin dudas la capacidad de
compensar las variaciones entre lo producido por el o los compresores y los caudales de consumo requeridos, debido fundamentalmente a los diferentes ritmos que se dan en ambos estadios,
resulta una de las determinaciones de fundamental importancia para lograr que una instalación
resulte tanto útil como sustentable. En condiciones normales, entonces, el consumo de aire comprimido es alimentado por el fluido contenido en el tanque de almacenaje, y éste es a su vez
repuesto al mismo por el o los compresores de la instalación.
3.4.3.2.1-DETERMINACION DE CAPACIDADES
En la Figura 32 se grafica un ciclo común de trabajo. Este se inicia con el tanque de almacenaje a presión máxima (p1) abasteciendo al consumo y con el compresor detenido hasta que la presión
del tanque disminuya hasta el valor mínimo de presurización definido para la instalación (p0) cosa que ocurre luego de transcurrido un determinado tiempo (t1). A partir de dicho momento, el
compresor reinicia su trabajo hasta llegar a restablecer el valor de presurización del tanque de
acumulación, cosa que ocurre en un tiempo t2. Esto es con el objetivo de reponer la carga ya consumida además de alimentar el consumo que se produzca en el período de tiempo que va de t1
a t2.
Al llegar a esta situación el compresor detendrá su marcha a la espera del inicio de un nuevo ciclo.
Gráfica de variaciones de presión del tanque de almacenaje en el tiempo
FIGURA 32
Si llamamos V al volumen de aire contenido en el tanque de almacenaje, cuando la presión es p=p1=pmax. y asumiendo que la temperatura es de 20˚C = Cte., expresado en condiciones de
ANR, se tendrá que:
p1 + 1,013 V1 = V (1)
1,013
Cuando transcurra un tiempo t1 y se tenga en el tanque una presión igual a p=p0, tendremos:
15 Hasta los equipos mas pequeños, como los de hobby, requieren y poseen tanques de almacenaje.
p1
p0
pd = ∆p
t1 t2
t
P
t 0
p0 + 1,013
V0 = V (2) 1,013
Por lo que la diferencia de volúmenes V1 y V0 precisa el aire consumido durante el tiempo t=t1.
Este, expresado en ANR y relacionado con el tiempo t1 nos define al caudal Qu como caudal promedio utilizado:
V1 – V0
Qu = (3) t1
Durante el período de tiempo t=t2, el compresor no sólo deberá reponer el caudal Qu utilizado sino que además deberá generar el volumen de aire que se consuma en este tiempo, es decir:
V1 – V0 V1 – V0
Qc = +
t1 t2
Trabajando matemáticamente la última expresión tendremos:
t1 + t2 t Qc = (V1 – V0) = (V1 – V0)
t1 . t2 t1 . t2
Por lo indicado en (1) y (2) también podemos expresar que:
p1 + 1,013 p0 + 1,013 p1 – p0 V1 – V0 = V . – V . = V .
1,013 1,013 1,013
Por ello, y reemplazando tal como se indica en la Figura 31 a la diferencia de presiones p1-p0 = pd, también será:
pd t Qc = V . (4)
1,013 t1 . t2
pd V Qu = (5)
1,013 t1
Con los valores de Qc y Qu calculados en (4) y (5) podemos expresar:
1,013 . t1 . t2 . Qc
V = (6)
pd . t
O bien que:
1,013 . t1 . Qu
V = (7) pd
La determinación de los tiempos t1 y t2 debe realizarse considerando, además de los caudales en
juego, que las puestas en marcha y paradas del compresor deficientemente definidas pueden afectar, entre otros, a los sistemas de alimentación de energía y de control de la instalación como
así también al propio motor del equipo compresor. Normalmente resulta conveniente limitar la
frecuencia horaria de los ciclos de arranque a no más de 15, es decir que cada uno de ellos debiera darse en un tiempo igual o mayor a los 4 minutos.
También, y de la combinación de las fórmulas (6) y (7), se deduce que:
Qc . t2 = Qu . t (8)
( t1 + t2 )
Qc = Qu (9) t2
Estas dos últimas formulas (8) y (9) claramente nos expresan que el compresor, en el período de tiempo “t2”, debe generar y proporcionar al tanque de almacenaje un volumen de aire igual al
volumen de aire comprimido utilizado en el sistema durante todo un ciclo de tiempo, de duración “t”.
Para el caso que por anticipado se conozcan o fijen los valores correspondientes a Qu; Qc y N
(frecuencia de arranques horarios; N=60/t), y siendo Pa el valor correspondiente a la presión de
aspiración del compresor, en este caso simplificado e igualada a la presión atmosférica, el volumen del tanque de almacenaje puede determinarse empleando la siguiente fórmula:
60
V = [m3] (10) Pd 1 1
N ( + ) Pa Qu Qc - Qu
Muchas veces puede resultar necesario acceder a una pronta y orientativa determinación del
volumen de almacenaje, con menores recursos en el conocimiento de los parámetros antes referidos, para cuyo caso suelen emplearse las siguientes fórmulas:
4 . Ccomp.1/2
Vtq.= - Para pequeñas instalaciones (11) ∆p
Ccomp. 1/3
Vtq.= - Para grandes instalaciones (12) ∆p
Donde:
Vtq. : Volumen del tanque de almacenaje [m3]
Ccomp. : Capacidad del compresor [m3/min] ∆p : Diferencia de presión aceptable en el/los lugares de consumo [bar]
Del análisis de la fórmula (12) se desprende que cuanto mayor resulte el valor de ∆p admisible
para la instalación, más pequeño y económico resultará el tanque de almacenaje y viceversa.
Alguno de los parámetros, al margen de los referidos, que tienen importante relevancia al momento de la definición del volumen del tanque de almacenaje son:
olumen de fluido almacenado en las “líneas o redes troncales” de distribución del fluido: esultan comunes las instalaciones con redes troncales en diámetro nominal de 10”, 6” y/o 4” a lo que se
suman las cañerías de distribución principales del fluido en 3” y/o 2” , en ambos casos de importante longitud (muchas veces superando al centenar de metros) con lo que el fluido allí
almacenado resulta muchas veces igual o mayor a lo calculado por las fórmulas vistas.
En estos casos, en el que el consumo es inicialmente alimentado por el fluido de la red de distribución y éste a su vez por el tanque de almacenaje, el ingeniero deberá asumir en función de
los coeficientes de seguridad a adoptar si minimiza o no por ello el volumen del tanque de almacenaje calculado con las fórmulas indicadas.
Pérdidas estimadas en la instalación “por fugas”. Estas deberán ser convenientemente
consideradas mediante la definición del tipo de equipamiento a servir, del servicio de
mantenimiento a implementar en la instalación y de imprevistos adecuados.
olumen previsto por “futuros incrementos” en el consumo. Debiera considerarse un posible crecimiento en la producción, siempre que ello resultara acorde con la política de la compañía. Si
así resultara, es normal adoptar un período de tiempo mínimo de cinco años para tal previsión.
Ejemplo de cálculo
Para una instalación dada se pide determinar la capacidad del tanque de almacenaje como así también la capacidad requerida para el compresor, para los siguientes parámetros-datos:
Qu= 2 m3/minuto a 7 bar Ciclo: t1= 3 minutos; t2= 12 minutos; N=60/15= 4
Pd = ∆p admisible: 1,5 bar
1,013 . t1 . Qu 1,013 . 3 . 2
Aplicando la fórmula (7) tenemos: V = = = 4,052 m3 Pd 1,5
Pd t 1,5 (3+12)
Aplicando la fórmula (4) tenemos: Qc = V = 4,052 = 2,5
m3/min 1,013 t1. t2 1,013 3. 12
( t1 + t2 ) (3 + 12) Que calculado con la (9) resulta: Qc = Qu = 2 = 2,5 m3/min
t2 12
Utilizando la fórmula (10) tenemos:
60 60
V = = = 4,052 m3 Pd 1 1 1,5 1 1
N ( + ) 4 ( + ) Pa Qu Qc – Qu 1,013 2 2,5 – 2
Con lo que quedan verificados los resultados obtenidos.
Utilizando la fórmula (11), imaginando a los datos del problema como correspondientes al de una instalación de pequeña envergadura, tendremos:
4 . Ccomp.
1/2 4 . 2,5 1/2
Vtq. = = = 4,21 m3 ∆p 1,5
Analizando los resultados de la (4) y la (9) respecto de los resultados obtenidos con la (11) se observa una variación menor al 5 %, con lo que podemos bien asumir como válidas ambas
resoluciones.
3.4.3.2.2-TRATAMIENTOS EN EL ALMACENAJE
Al ingresar el aire comprimido al tanque de almacenaje, y debido fundamentalmente a la
disminución de velocidades del fluido que se dan dentro de éste, un porcentaje importante del agua, aceite y partículas que con él llegan, provenientes del sistema de compresión, precipitan
depositándose en la parte inferior del tanque. Por ello se utiliza siempre, allí instalado, un sistema
de purgado con el que logra evacuar la mayor parte de dichos precipitados.
Existen, fundamentalmente, tres tipos diferentes de sistemas de purgado, según resulte el tipo de accionamiento, a saber:
Manual (apertura de válvula)
SISTEMA DE PURGA CON ACCIONAMIENTO Automático Mecánico (flotador) Automático Eléctrico (solenoide-
temporizador)
Todos ellos poseen importantes campos de aplicación resultando entonces necesario valorar para su mejor selección algunas variables como ser: confiabilidad, gestión y mano de obra requerida
para su accionamiento y/o mantenimiento, costos iniciales, posibilidad de automatización, etc. Podemos señalar con certeza, más allá de los costos iniciales del mismo, que el sistema de purga
con válvulas de drenaje de drenaje automático-eléctrico es uno de los más efectivos, confiables y
prácticamente libres de mantenimiento.
Los tanques de almacenaje, normalmente construidos de acero al carbono, requieren también de una periódica limpieza interior con el objeto de quitar óxidos de sus paredes internas como así
también residuos aportados por el fluido circulante.
Cabe recordar que estos tanques, diseñados y construidos bajo las normas y códigos ASME
requieren (según lo exija la legislación vigente en el sitio) de ensayos periódicos para validar la aprobación de continuidad de uso. Alguno de los ensayos más comunes es el de la verificación de
espesores de pared y el de radiografiado de soldaduras.
Es importante señalar que existen instalaciones de aire comprimido donde al fluido, una vez que
sale del tanque de almacenaje y con anterioridad a ingresar en la red de distribución, se lo vuelve a tratar con equipos y/o procesos similares a los señalados en el proceso de compresión, es decir
que también acá el aire comprimido pasa por distintos sistemas de filtrado y a veces hasta con procesos posteriores de secado. Todo ello con el objeto de inyectar el fluido a la red de
distribución con la calidad necesaria para el proceso en el que intervendrá.
3.4.3.3-DISTRIBUCIÓN POR RED
Una vez completado el proceso de almacenaje del aire comprimido se estará entonces en condiciones de realizar su distribución a lo largo y ancho de la planta, cosa que se logra
conduciendo al fluido a través de cañerías apropiadamente diseñadas y calculadas con el objeto
primario no sólo de proveer del fluido a los usuarios actuales y futuros, sino que ello se realice a costos apropiados.
De las diversas posibilidades con las que se puede obtener una distribución del fluido señalaremos
las dos formas básicas de mayor aplicación, que son:
Abierta
TIPOS DE DISTRIBUCION POR RED Anillo único
Cerrada Anillos múltiples
En las Figuras 33, 34 y 35 se observan los esquemas correspondientes a los tipos de distribución
referidos.
Red de tres ramales en configuración abierta
FIGURA 33
Red de configuración cerrada y anillo único
FIGURA 34
Red de configuración cerrada y anillos múltiples
FIGURA 35
Por resultar tan amplia la diversidad de “formato” de instalaciones factibles de construir debemos señalar que los diseños de red propuestos suponen ventajas y desventajas que el ingeniero deberá
evaluar correctamente con el fin de lograr el proyecto técnico-económico más conveniente para cada planta.
El caso de las redes abiertas configura, sin dudas, los diseños que requieren de la menor inversión
inicial, por ello resulta ésta la principal ventaja para este tipo de configuración de red. La principal
desventaja se pone de manifiesto en el momento en que se requiera practicar acciones de mantenimiento sobre la línea, ya que inevitablemente deberá dejarse sin suministro del servicio
aguas abajo del lugar donde se practica la reparación. Esto se observa claramente visualizando la dirección que obligatoriamente debe tomar el flujo del fluido, proveniente del sistema de
almacenaje, repartiéndose en cada uno de los ramales que configuran la red.
Cabe aclarar, si bien en los esquemas propuestos no están dibujadas, que la totalidad de estas
instalaciones requieren la inclusión de una serie de válvulas para seccionar y particionar a cada uno de los ramales permitiendo así tanto abrir como cerrar el paso del aire comprimido de acuerdo
a las necesidades tanto de los procesos de fabricación como para la práctica de las tareas de mantenimiento sobre la instalación.
Las redes de configuración cerrada, si bien resultan de un mayor costo inicial respecto de las redes
abiertas, poseen una mayor flexibilidad a la hora de tener que resolver cuestiones tanto de mantenimiento como de seccionado de la instalación para sacar de servicio a diversos ramales de
la red. Dicha flexibilidad aumenta, aún mas, cuando el diseño de red es del tipo de anillos múltiples, por supuesto que esta mayor flexibilidad involucra indudablemente mayores costos
iniciales.
Cabe señalar que las plantas industriales modernas, donde el consumo de aire comprimido no sólo
es de prioritaria importancia sino cada vez de mayor aplicación, poseen redes con configuración del tipo cerrada de anillos múltiples ya que con éstas se logra minimizar los costos finales de
producción dando máxima flexibilidad a los procesos de producción, sin embargo la gran
desventaja de este tipo de configuración lo conforma la falta de constancia en la dirección del flujo del fluido.
El sentido de desplazamiento del aire comprimido, en un determinado punto de la instalación,
dependerá entonces de las demandas puntuales a ambos lados del mismo siendo que uno de los inconvenientes mayores que éste produce radica en el hecho de que muchos de los accesorios con
que se conforma una red (por ejemplo: filtros en línea, reducciones, etc.) son diseñados con
diámetros y geometrías de entrada y salida particulares por lo que la inversión de flujo, si bien no los inutiliza completamente, los hace trabajar generando pérdidas energéticas muy importantes.
Se verá más adelante que otra desventaja importante a considerar en este tipo de diseño de red
es la práctica del correspondiente tratamiento que debe realizársele al fluido en esta etapa de
distribución16.
16 Eliminación de condensados, debido fundamentalmente a la horizontalidad que se debe guardar en este tipo de distribución.
3.4.3.3.1-DETERMINACION DE DIAMETROS DE CAÑERIAS
Para poder dimensionar correctamente el diámetro de las cañerías de toda red se deben tener
presente dos cuestiones fundamentales que resultan del análisis y cálculo de las velocidades máximas convenientes para este particular fluido y de las pérdidas de energía (presión) admisibles
a lo largo de las cañerías de distribución. Normalmente se diseñan instalaciones con el mayor diámetro posible a los efectos de lograr:
VELOCIDAD DEL FLUIDO: 6 a 8
m/sg. CONSIDERACIONES BASICAS PARA EL CALCULO
DEL DIAMETRO DE CAÑERIAS DE LA RED PERDIDAS DE CARGA: 2 a 4 %
Si bien resulta claro que los costos de toda instalación (cañerías, válvulas, accesorios, mano de
obra, etc.) aumentan a medida que se aumenta el diámetro de las conducciones no se debe olvidar que con cañerías de mayor diámetro se minimizan grandemente las pérdidas de energía por
circulación, por ello la mejor elección deberá considerar, como mínimo, a ambas situaciones con el objeto de lograr el mejor resultado final.
Para el cálculo del diámetro de cañería requerido en la red se recurre normalmente a ábacos y fórmulas empíricas que permiten una rápida determinación de los mismos.
Gráfica para la determinación de diámetros de cañerías
FIGURA 36
La gráfica de la Figura 36, permite una rápida determinación de cualquiera de los cuatro parámetros que en ella intervienen teniendo a tres de ellos ya definidos o adoptados, como se verá
más adelante en la ejercitación propuesta.
Los valores que se obtienen utilizando la gráfica de la Figura 36, responden de forma aproximada a
la siguiente fórmula:
0,0418 . Q2 ∆p =
p . d5,3 Donde:
∆p: Pérdida de presión cada 100 pies de longitud de cañería recta [lb/pulg.2] Q: Caudal circulante, expresado como Aire Libre [pie3/min.]
p: Presión Absoluta del aire comprimido a la entrada de la cañería [lb/pulg.2] d: Diámetro interior de la cañería [pulg.]
3.4.3.3.2-TRATAMIENTOS EN LA DISTRIBUCION
Al igual que en las anteriores etapas/procesos, el aire comprimido requiere de una serie de
tratamientos a lo largo de las conducciones de distribución del fluido con el objeto de separar o quitarle el máximo de impurezas posible (agua, aceite, partículas, etc.). Cabe señalar que toda red
de distribución de aire comprimido suele estar compuesta de dos tipos diferentes de conducciones:
Cañerías Principales - Redes Troncales
TIPO DE CONDUCCIONES DE LA RED Cañerías Secundarias - De acercamiento a los
Usuarios
Una red troncal se compone de una serie de cañerías dispuestas a lo largo y ancho de la planta, según el tipo de distribución adoptada, siendo que el objetivo primario de la misma es el de
proveer con dicho “servicio” al total de puntos o centros de consumo, con una calidad de fluido
acorde a los diversos requerimientos existentes.
Estas cañerías, las que normalmente son del tipo soldadas y de uniones bridadas, se instalan en la parte superior del edificio, con el objeto de no restar espacio utilizable, apoyadas y ancladas sobre
soportes con diseños que, entre otros, deberán ser capaces de absorber las dilataciones y vibraciones a que se puedan hallarse sometidas. Los diámetros de estas conducciones deberán ser
tales que posibiliten abastecer los caudales necesarios, tanto al momento de su construcción como
los requeridos por ampliaciones futuras, generando la menor pérdida de carga posible.
Sobre toda red troncal necesariamente deberán preverse, para corte o cierre del paso del fluido, la instalación de válvulas de diseño y materiales apropiados. Estas también requieren de un
importante espacio y accesibilidad tanto para su operación como para su mantenimiento. La
flexibilidad de la instalación dependerá sin duda entonces, además de otras cuestiones de menor importancia, de la traza de la red así como de la cantidad y ubicación de sus válvulas de cierre y/o
derivación del fluido.
Se habla de cañerías secundarias cuando se desea identificar a todas aquellas conducciones que se desprenden de la red troncal con el objeto de “acercar” el fluido a los usuarios17 del mismo.
Normalmente son de menor diámetro que las cañerías troncales y no debiera incluirse en ellas la
conexión final al usuario. Se suelen construir con diseños de tipo enteramente soldado y/o soldado y roscado. Al igual que lo referido en el párrafo anterior la mayor o menor cantidad de válvulas de
cierre junto al diseño de la traza de la conducción será de fundamental importancia para dar flexibilidad a la instalación.
Las conexiones que se practiquen sobre toda cañería, principal o secundaria, deberán realizarse sin excepción sobre la parte superior de la misma con el objeto de evitar así el arrastre de
17 Usuario: Se suele denominar así tanto a un herramental como a un dispositivo o simplemente a un operador que haga uso del fluido en
un determinado lugar de la planta.
condensados a la misma. Sobre la parte inferior deberán practicarse únicamente las conexiones previstas para la instalación de los sistemas de purgado18, tal se muestra en la Figura 37.
Esquema para la instalación de derivaciones para consumo y purgado
FIGURA 37
En el caso de las instalaciones con distribución tipo abierta, aprovechando la direccionalidad constante del fluido, el tratamiento resulta sencillo tanto como de bajos costos. Para ello, la
instalación de las cañerías principales y secundarias, de no existir impedimentos físicos y o
estéticos, se ejecutan con pendientes de 1,5 % hasta 2 % , con lo que se logra un adecuado escurrimiento de los condensados producidos, finalizando las mismas con ramales de bajada a las
que se les provee de sus correspondientes válvulas de cierre y sistemas de purga.
En la Figura 38 se muestra tanto las pendientes recomendadas como así también los extremos de cada ramal principal provisto de su correspondiente válvula de cierre y purga.
Diseño para el purgado de una instalación de aire comprimido con distribución Abierta
FIGURA 38
18 Las purgas son dispositivos (los hay de funcionamiento manual, mecánico y electromecánico) con los que se realiza la extracción de
los condensados que se generan en las líneas de aire comprimido.
Cuando se trata de instalaciones con distribución del tipo cerrada, tanto de anillo único como de
anillos múltiples, el tratamiento resulta no sólo más complejo sino de mayores costos tanto iniciales como de operación y mantenimiento.
Las cañerías principales en este tipo de distribución necesariamente deben instalarse de forma horizontal por lo que el escurrimiento por pendiente ya no resulta aquí posible. Por otra parte, la
flexibilidad requerida en toda instalación de este tipo y lograda mediante la apertura y cierre de válvulas de los distintos ramales que la componen, hace que el fluido no posea una única dirección
de circulación. Por ello, y si bien siempre es conveniente instalar bajadas para la recolección de condensados, resulta necesario la inclusión de otro tipo de “dispositivos de limpieza”, los que si
actuarán como verdaderas trampas de retención de los condensados y partículas contaminantes
que se desplazan con el fluido.
Uno de los elementos más comúnmente utilizados para separar las impurezas que viajan con el aire comprimido es el dispositivo conocido con el nombre de Separador Ciclónico de Condensados.
Estos dispositivos se suelen instalar al inicio de cada alimentación de los ramales secundarios, tal
se observa en el esquema de la Figura 39.
Esquema para la instalación de un Separador Ciclónico de Condensados en redes secundarias
FIGURA 39
A su vez, en la Figura 40 se puede observar un diseño apropiado para el caso de redes de
distribución cerrada y de múltiples anillos, en la que a su vez se encuentran redes secundarias
también de diseño cerrado. En este caso se conjuga la existencia de separadores ciclónicos y bajadas de purgado de líneas en los extremos del anillo secundario.
Cabe señalar que la cantidad y ubicación de éstos equipos de purgado deberán ser estudiados
detenidamente con el objeto de brindarle a la instalación no sólo la capacidad de limpieza y/o quita
de impurezas requerido por los procesos de producción sino también que dicha inclusión resulte económicamente viable.
3.4.3.3.3-CONEXIONES PARA CONSUMO DEL FLUIDO POR LOS USUARIOS
Llegada a esta instancia, resultará necesario definir con precisión las secciones de cañería con que
se deberá alimentar a la estación de trabajo, herramienta, motor u dispositivo de que se trate el “Usuario” con el objeto de poder satisfacer las necesidades de caudal y presión requeridas para el
óptimo funcionamiento neumático.
Muchas veces resulta necesario dar alimentación a varios usuarios desde una misma conducción, en cuyo caso se recomienda la instalación de válvulas independientes para el corte de paso del
fluido, no sólo para cada ramal de consumo sino también y primordialmente en el inicio de la
misma con el objeto de poder independizar/seccionar los flujos de fluido dando así flexibilidad19 a la instalación.
Conociendo las velocidades recomendadas20 para el fluido parecería muy simple entonces
determinar la sección de cañería necesaria para alimentar a los consumos existentes. Por ello, si
procediéramos simplemente a realizar una sumatoria directa de la totalidad de consumos a alimentar cometeríamos un serio error en el cálculo ya que esa suma directa no sólo no expresaría
la verdadera necesidad de caudal requerido sino que nos haría erogar sumas importantes de dinero en instalaciones, equipos y mano de obra verdaderamente innecesarios.
Sucede, en la casi totalidad de casos, que los consumos de aire comprimido en una planta no
suelen ser ni continuos ni constantes en el tiempo por ello se impone definir cuatro parámetros
fundamentales que son el “Factor de Uso”, el “Factor de imultaneidad”, la “ aloración de Fugas” y la “Calidad o Pureza equerida”, instrumentos que nos permitirán definir sin dudas no sólo los
verdaderos diámetros de las conducciones necesarias sino primordialmente calcular el verdadero consumo requerido y con ello definir los sistemas de compresión, almacenaje, tratamientos y
distribución del fluido a costos racionales.
Esquema para ubicación del ciclón y conexión para purgas en una red con distribución Cerrada
FIGURA 40
3.4.3.3.3.1-FACTORES DE USO Y DE SIMULTANEIDAD - TIPO DE CONSUMOS
19 Esta flexibilidad resulta de fundamental importancia para las tareas de mantenimiento, ya que permite trabajar sobre alguna de las
partes de la línea sin necesidad de interferir con el resto de la instalación y/o procesos productivos. 20 Velocidades que permiten minimizar fundamentalmente pérdidas de carga.
Para el correcto dimensionado de toda instalación de aire comprimido resulta necesario conocer, con la mayor certeza posible y respecto del total de equipos usuarios del fluido, los denominados
Factores de Uso y de Simultaneidad de los mismos.
Se define como Factor de Uso a la relación entre el tiempo de “trabajo efectivo” respecto de un
“tiempo total”, este factor o coeficiente es propio y particular de cada máquina y/o equipo y está determinado por la forma en que éste trabaja. Generalmente este factor puede ser relativamente
bien determinado, mediante el cronometraje de las operaciones y/o tareas a realizar.
El Factor de imultaneidad, es un coeficiente que depende del “número de unidades” que en cada momento consumen aire comprimido. A modo de ejemplo decimos que si todas las máquinas
funcionaran simultáneamente, este factor sería de valor igual a la unidad y la cantidad de aire
comprimido consumido sería equivalente a la sumatoria del total de caudales consumidos por las máquinas intervinientes en la instalación.
a situación recién señalada, además de resultar la de “máximo consumo”, es prácticamente
imposible de darse en la realidad pues habitualmente existen, en la casi totalidad de instalaciones,
desfasajes entre los períodos de tiempo y frecuencias de operación de las máquinas y equipos involucrados en el consumo de este fluido.
También resulta cierto que existen diversos tipos de herramental y/o equipos que consumen aire
comprimido por ello y para una mas simple determinación de los consumos dividiremos a los posibles “consumos” en tres tipos particulares, a saber: DISCONTINUO (ATORNILLADORES; ROSCADORAS; AGUJEREADORAS; ETC.)
TIPOS DE CONSUMO INTERMITENTE/CICLOS (CILINDROS NEUMATICOS; ACTUADORES; ETC.)
CONTINUO (SOPLADORES; MARTILLOS NEUMATICOS; COLCHONES DE AIRE;
ETC.)
CONSUMOS DISCONTINUOS: Supongamos tener una roscadora neumática, en una línea de montaje, que se la utiliza para el roscado de cinco agujeros por cada “unidad” en proceso. A su
vez, y en este caso en particular, el herramental referido requiere de un tiempo de operación efectivo de cuatro segundos para realizar cada rosca.
Por lo definido se observa que para resolver el maquinado en las cinco intervenciones por pieza en proceso, resulta necesaria la utilización del referido herramental por un tiempo efectivo total de 20
segundos. Del análisis de los tiempos de operación, y por minuto transcurrido, se deduce que el Factor de Uso resultará:
FU1 = 20 sg / 60 sg = 0,333
Suponiendo además que la roscadora referida es utilizada sólo durante 30 minutos por cada hora de trabajo nos queda definida una nueva relación o bien un nuevo Factor de Uso, que será:
FU2 = 30 min / 60 min = 0,50
Además, si el caudal de aire comprimido que consume la roscadora resultara igual a Qc=1.500 litros ANR por minuto, tendremos el siguiente promedio en el consumo total:
Consumo Promedio = FU1 . FU2 . Qc = 0,333 . 0,50 . 1500 = 250 litros ANR/minuto
Por otra parte, los “picos” de consumo promedio se producirán sólo en 30 minutos por cada hora de trabajo, es decir:
Consumo Pico = FU1 . Caudal de Consumo = 0,333 . 1500 = 500 litros ANR/minuto
También tendremos que el máximo consumo se dará sólo durante 20 segundos por cada 30 minutos, resultando entonces:
Consumo Máximo = 1500 litros ANR/minuto
CONSUMOS INTERMITENTES/POR CICLOS: Para el caso particular de automatismos neumáticos, por ejemplo el “dispositivo para posicionamiento y sujeción de una pieza” accionado por varios
cilindros neumáticos. Aquí debería considerarse: cantidad y tipo de cilindros neumáticos, caudales
unitarios requeridos, cantidad de accionamientos (ciclos/hora) y duración del ciclo respecto de la unidad de tiempo.
Para efectuar un cálculo demostrativo estableceremos los siguientes parámetros como datos del
ejemplo: Cantidad de cilindros neumáticos involucrados en el dispositivo de posicionamiento y sujeción=10
(todos iguales); Volumen de aire requerido por cada cilindro (total por ciclo): 2 litros
Cantidad de ciclos por hora: 30 Duración del ciclo: 2 segundos = 0,03333 minutos
Sumando la totalidad de consumos parciales que se tienen durante un ciclo y dividiendo el
volumen total consumido por el tiempo de duración del ciclo, se obtendría el caudal de consumo
máximo que requiere el dispositivo referido, siendo en este caso:
Consumo Máximo = (10 . 2 litros) / 2 sg = 10 lts/sg = 600 lts/minuto
Por otra parte se puede calcular el Factor de Uso haciendo:
Podemos entonces definir al consumo promedio general como el producto entre el Factor de Uso calculado y el Consumo Máximo resultando:
Consumo Promedio = 600 lts/minuto . 0,0166 = 10 lts/minuto
CONSUMOS CONTINUOS: En la práctica es común observar también máquinas y o equipamientos donde el uso del aire comprimido debe ser considerado como de “consumo continuo”. Por
ejemplo, en trabajos viales para rotura de pavimentos el uso de martillos neumáticos manuales o bien montados sobre vehículos especiales, trabajan comúnmente sin descanso durante la totalidad
de la jornada laboral.
Otras veces, como en el caso de equipos sopladores u en otro tipo de instalaciones para
movimiento de materiales con la utilización de colchones de aire, etc., podemos observar que los mismos funcionan de forma continua, sin interrupción alguna, por importantes períodos de tiempo
durante el desarrollo de la jornada laboral.
En estos casos, el consumo de estos equipos se considerarán como de Consumo Permanente,
resultando idénticos los consumos promedio, pico y máximo.
3.4.3.3.3.2-TRATAMIENTOS EN LOS PUNTOS DE CONSUMO FINAL
Es indudable que para definir con precisión y la mayor certeza posible los equipos a utilizar, en
esta etapa final de la conducción, resultará prioritario conocer, entre otros, la calidad del fluido
requerida en el proceso. Cuando se habla de calidad del aire comprimido se hace referencia a los contenidos en éste de partículas sólidas, vapor de agua y restos de aceite provenientes de la
compresión.
La denominación más comúnmente utilizada para la definición de calidades del fluido se basa en
los parámetros dados por las normas ISO 8573-1, que se transcriben en la Tabla 27. Tal como se puede observar las “Clases” del fluido se dividen en nueve escalas donde la última (número 9)
corresponde a la de menor calidad y la primera (número 0) a la de mayor calidad correspondiéndole a ésta última la inexistencia total de aceite21 en gotas, aerosol o vapor.
21 Se refiere a la inexistencia de aceite proveniente del equipo compresor, el que fuga de los sistemas de lubricación.
El aire comprimido “libre de aceite” se requiere fundamentalmente cuando éste entra en contacto
con el producto final sin producir contaminación, por ello el aire “ il Free” es el que se utiliza, por ejemplo, para diversos procesos productivos en industrias de alimentos, farmacéutica, electrónica y
otras.
Calidades del aire comprimido según las normas ISO 8573-1 (Versión 2001)
TABLA 27
Para efectivizar el tratamiento final requerido por el aire comprimido, previo a su ingreso a la
máquina o dispositivo neumático, se agregan a la instalación una serie de equipos denominados generalmente “Unidades de Mantenimiento” o “Conjuntos FRL”. Estos equipos constituyen
una parte fundamental del equipamiento y resultan indispensables para obtener un correcto
funcionamiento de los sistemas neumáticos así como para asegurar la vida útil del herramental utilizado.
Estos Conjuntos FRL se conciben generalmente con diseños para ser instalados en la línea “en
serie” y se trata de tres equipos y procesos particulares que permiten completar la Filtración (F),
Regulación de la presión (R) y Lubricación (L) del fluido previo a su utilización.
FILTROS: Están destinados a retener partículas líquidas y sólidas. La eliminación de partículas
líquidas22 se logra mediante la generación de un efecto ciclónico haciendo que el aire, al ingresar al
filtro, adquiera un movimiento veloz de rotación permitiendo esto, por efecto de la fuerza centrífuga generada, que las partículas líquidas queden adheridas a las paredes del recipiente por
las que escurren hacia el fondo del mismo por gravedad para su posterior eliminación automática y/o manual.
Además, las partículas sólidas quedan retenidas haciendo circular al aire por un elemento filtrante
que suele ser de bronce23poroso sinterizado24, por el que se lo hace pasar al fluido luego de
producida la eliminación de las partículas líquidas. Una característica importante a tener presente a la hora de seleccionar estos filtros es considerar correctamente el tamaño o diámetro de conexión
de los mismos. En nuestro país es común utilizar conexiones que van desde ¼” hasta 1” de diámetro nominal con rosca BSPT25, estos diámetros de conexión están directamente relacionadas
con los caudales de aire circulante, resultando necesario para un mayor caudal un mayor diámetro
de conexión.
Razonablemente cabe suponer que mayores caudales de aire arrastrarán mayor cantidad de partículas contaminantes. Esto, si bien no crea mayores problemas con los líquidos, los que se
eliminan por purgado, si lo pueden generar las partículas sólidas. Por ello, los elementos filtrantes
22 Gotas y/o vapores de agua y/o aceite. 23 Bronce: Es toda aleación metálica de Cobre y Estaño en la que el primero constituye su base y el segundo aparece en una proporción del 5 al 15 % aproximadamente. Las aleaciones constituidas por Cobre y Zinc se denominan Latón; sin embargo, dado que en la
actualidad el cobre suele ser aleado con el estaño y el zinc al mismo tiempo, en el lenguaje no especializado se los suele llamar
indistintamente tanto como bronce o latón. 24 Sinterizado: tratamiento térmico de un polvo o compactado de metales o cerámicas una temperatura inferior a la de fusión de la
mezcla, utilizado para incrementar la fuerza de cohesión entre las partículas y la resistencia final de la pieza. 25 BSPT: British Standard Pipe Taper threads. Rosca Withworth cónica para caños según la British Standard.
y su grado de porosidad deben guardar una coherente relación con los caudales circulantes para evitar con ello prematuros taponamientos y/o una excesiva pérdida de carga.
Los filtros suelen dividirse en los siguientes grupos/ rangos:
Remoción de partículas de hasta 1 micrón
Filtros de Protección General (DD) Máximo contenido remanente de agua y aceite: 0,1 ppm
(0,1mg/m3)
Remoción de partículas de hasta 0,01 micrón
Filtros de Alta Eficiencia (PD) Máximo contenido remanente de agua y aceite: 0,01ppm
(0,01mg/m3)
Filtros de Carbón Activado (QD) Remoción de vapores de aceite e hidrocarburos con un máximo remanente en contenido de aceite de 0,003
mg/m3 (0,003ppm) y se instalan después de filtros de rango DD + QD
REGULADORES DE PRESION: Tal como se ha explicado, los equipos compresores funcionan de
forma intermitente y la presión interna del tanque de almacenaje varía entre valores límites. A estas cuestiones de variación de presiones se suma, por un lado, las pérdidas de carga que se
generan en el sistema de distribución del fluido, las que serán mayores a medida que aumenten
las longitudes de las conducciones y, por otra parte, la variación de caudales que se producen por los consumos intermitentes de máquinas y equipos utilizados. Estas situaciones requieren de una
“adaptación final” del valor de la presión del fluido, al ingreso de un determinado herramental neumático, para que éste se mantenga constante en el tiempo garantizando así la operatividad
esperada.
Por las causas referidas resulta imprescindible disponer de equipos reguladores de presión
individuales en cada punto de consumo para con ellos permitir tanto el el ajuste como el mantenimiento constante de la presión de alimentación. Los Reguladores de Presión sólo permiten
bajar, nunca subir, la presión del fluido que por ellos circula.
Para un correcto ajuste del valor de presión del fluido es recomendable instalar reguladores de
presión que posean manómetros individuales de calidad y escalas adecuadas a los procesos en que los que han de servir.
LUBRICADORES: Salvo casos especiales donde se requiere un aire libre de aceite, este fluido está
generalmente destinado a accionar máquinas, cilindros, válvulas, etc. en los que una correcta
lubricación de sus componentes evitará prematuros deterioros, los que pueden producirse por fricción y/o corrosión de sus partes internas, aumentando notablemente la vida útil de los mismos.
El diseño más difundido de lubricación consiste en dosificar un determinado aceite lubricante en el
aire comprimido que accionará el sistema, atomizándolo para formar una microniebla que terminará siendo arrastrada por el flujo del aire cubriendo las superficies internas de los
componentes a través de una fina película de aceite. Los lubricadores se conforman de un vaso,
normalmente traslúcido, en el que se deposita el aceite lubricante además de un mecanismo simple, regularmente manual, que permite dosificar el ingreso de lubricante al herramental.
os equipos F pueden ser del tipo independientes o bien del tipo denominado como “Unidad
Múltiple” . Cuando el filtro y el regulador se conciben en una sola unidad se los denomina como
Unidad Filtro-Regulador resultando su costo de menor cuantía al de dos unidades independientes. Su funcionamiento no cambia y además de la economía de su precio, su instalación resulta mas
sencilla y económica ya que debe instalarse un solo elemento en vez de dos.
Existen diversas posibilidades de equipamiento e instalación de este tipo de unidades, según resulten los requerimientos del herramental a alimentar. A modo de ejemplo es común observar
instalaciones en las que con una misma unidad reguladora de presión se satisfacen-alimentan varias salidas para consumo a las que se les coloca luego, y en cada una de ellas de ser necesario,
las correspondientes unidades de filtrado y lubricación. En las Figuras 41, 42 y 43 se pueden
observar unidades FRL con vasos de diverso diseño, materiales y reguladores micrométricos para dosificación del lubricante.
Unidad std. de Filtrado, Regulación y Lubricación (FRL) FIGURA 41
Unidad compacta de Filtrado, Regulación y Lubricación (FRL)
FIGURA 42
Esquema de una Unidad de Filtrado, Regulación y Lubricación en corte
FIGURA 43
En distintos puestos de trabajo muchas veces el operador del herramental neumático debe desplazarse en áreas y longitudes importantes para lo que requiere de conexiones con mangueras
flexibles (espiraladas) y o estándar para cubrir dichas longitudes. Este tipo de instalaciones (conexiones) muchas veces genera serios inconvenientes para lograr una adecuada y efectiva
lubricación del herramental neumático.
En la Figura 44 se observa una instalación del tipo desplazable, con mangueras espiraladas.
Conexión con unidad FRL desplazable mediante uso de mangueras espiraladas
FIGURA 44
Una forma de resolver esta situación se logra a partir de la utilización de unidades de filtrado y
regulación con el agregado de sistemas de inyección y conducción del aceite lubricante a través de tubos capilares, internos a las conducciones flexibles (mangueras), con los que se logra, evitando
la dispersión del aceite, inyectar el lubricante puntualmente en la boca de entrada de la
herramienta neumática.
3.4.3.3.3.3-SISTEMAS DE DISTRIBUCION DE AIRE COMPRIMIDO “BESTA POWER26”
Este diseño particular y moderno de distribución del aire comprimido se realiza en conducciones
estructurales presurizadas (a una presión máxima de 10 bar) de sección no circular y de aluminio
26 www.conductix.com/en/product-groups/compressed-air-and-electric-supply-systems-0# - Productos Bestapower
de la que se desprenden “carros conectores” tanto fijos como móviles que permiten la realización de tareas con un mayor grado flexibilidad, ergonomía, ausencia en la formación de óxidos en
cañerías e importantes ahorros en energía, debido fundamentalmente a la casi inexistencia de escapes o fugas de fluido.
En las Figuras 45, 46 y 47 se muestran distintos tipos de conexiones y su aplicación en una línea de montaje en la industria automotriz.
Sistema de anclaje y conexiones fijas y móviles del sistema Besta Power
FIGURA 45
Módulo deslizante del tipo Porta Herramientas para líneas de montaje
FIGURA 46
Sistema de Distribución Besta Power instalado en una línea de montaje en una planta automotriz
FIGURA 47
3.4.3.3.3.4-CONSUMO DE AIRE COMPRIMIDO DE DIVERSAS HERRAMIENTAS
NEUMATICAS
Con el objeto de orientar al lector, respecto a los caudales consumidos por diversas herramientas
neumáticas, se dan los siguientes valores de referencia, a saber:
Tipo de Máquina Consumo aproximado [N litros/minuto -ANR-]
Llaves de impacto 500 – 2000 (Con conexiones de D 3/8” a 11/2”)
Taladros 500 – 1000 (Para brocas de diámetro 6 a 15 mm.)
Atornilladores 350 – 700 (Para medidas varias)
Amoladoras 800 – 900 (Para diámetro de piedra = 150 mm.)
Colchones de Aire 240 – 6000 (Para cargas de 300 a 40.000 kg.)
Los valores de consumo indicados son aproximados. Para el adecuado diseño de una determinada
instalación el ingeniero deberá consultar con el proveedor-fabricante de los equipos el verdadero consumo y demás requerimientos (presión, calidad del fluido, etc.) que el herramental neumático
exigirá para cumplir con el objetivo esperado.