INSTALACION DE AIRE COMPRIMIDO

RESUMEN DE INSTALACIONES DE AIRE COMPRIMIDO

RESUMEN DE INSTALACIONES DE AIRE COMPRIMIDO

Primero que nada, este sistema de aire comprimido podría definirse como un conjunto de equipos y accesorios específicos para contener y tratar al aire comprimido, con el fin de proporcional un trayecto del aire a ciertas condiciones de presión y calidad de acuerdo con los requerimientos demandados en los procesos.

Asimismo, este tipo de instalaciones de aire comprimido, se emplean en la industria para trabajo mecánico lineal o rotativo, asociadas a un desplazamiento de pistón o motor neumático; comúnmente en el sector de la automatización para el manejo neumático de puertas en los autobuses, o para accionar los frenos del sistema neumático, entre otras aplicaciones.

CONCEPTOS A CONSIDERAR EN UNA INSTALACIÓN DE COMPRESORES DE AIRE:

1. Unidades de medidas. Comúnmente, dado a un acuerdo internacional, se normaliza la presentación con 1 atmosfera como presión atmosférica al nivel del mar, midiéndose para simplificar sus adecuaciones o conversiones a otros sistemas o unidades:

1 atmósfera = 1,01325 bar: Sistema internacional

1 atmósfera = 101 325 : Sistema Internacional[pic 1]

1 atmósfera = 1,033227 : Sistema Internacional[pic 2]

1 atmósfera = 14,69595 : Sistema Ingles[pic 3]

1. Diferenciar Presión manométrica y Presión absoluta. Presión efectiva o comúnmente denominada presión manométrica es medida con dispositivos que calibran a cero en la atmosfera, es decir, refiere a presiones mayores a la atmosférica, en cambio, la presión absoluta, hace referencia a presiones por debajo de la presión atmosférica y, se calcula:  .[pic 4]

1. El caudal volumétrico. Este dato puede estar especificado en la ficha técnica o de especificaciones del compresor a condiciones normales (1 bar,20 °C), pero si se requiere emplearlos en condiciones diferentes al normal, según la demanda, o los requerimientos que necesite la empresa, es factible emplear la siguiente expresión: .[pic 5]

1. Calidad del aire. Calidad del aire en los compresores debe ser de calidad, establecida y regulada con la norma internacional ISO 8573-1:2001; la clasifica de acuerdo a la concentración de partículas sólidas (suciedad), el punto de rocío a presión y el contenido de humedad y, por la concentración total de aceite (aceite). Por tanto, es necesario tratar el aire dejándolos con los niveles mínimos o por debajo establecidos en esta norma, asimismo, se requiere establecer la pureza de este mismo siguiendo el formato: ISO 8573-1 X (Nivel de partículas sólidas); Y (Nivel de humedad); Z (Nivel de aceites). (Ver página ).

1. Fundamentos termodinámicos. Dado que hablamos de gases están constituidos de un 78%: nitrógeno y 21%: oxígeno y, es fundamental tener conciencia o entendimiento de la ley general de los gases (). Estableciendo que: al aumentar la presión del gas en mayor proporción en que disminuye su volumen, la temperatura aumenta.[pic 6]

• Durante un proceso isotérmico (T=cte.) (Ley de Boyle).[pic 7]
• Durante un proceso isobara (P=cte.)  (Ley de Charles)[pic 8]

1. Presencia de agua en el aire. Dado que el aire es una mezcla entre aire seco y vapor de agua (humedad), se debe contemplar su capacidad de contener agua que dependerá de la temperatura: el aire caliente concentra mayor vapor de agua (humedad) que el aire frio, pero a medida que se enfríe, la capacidad se reduce generando un condensado. Es por ello, tener consciente el punto de rocío (PR) donde se satura el aire, es decir, si se baja la temperatura por debajo de la temperatura de rocío comienza a condensar agua. Asimismo, ocurre con la presión: a mayor la presión del aire, mayor punto de roció. (Ver página  y )

ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO:

1. Compresor. Toma el aire exterior (aprox. 1 bar) y eleva esta presión según las necesidades requeridas que requieran los proceso o su consumo. Existen una variedad de compresores de acuerdo a su principio termodinámico (Ver tarea -Tipos de compresores-):

Compresores de desplazamiento positivo.

Compresores de desplazamiento reciprocantes.

Compresores dinámicos o turbocompresores.

1. Equipo de refrigeración posterior. El aire sale del compresor con mayor presión y temperatura, aumentando la capacidad de contención de agua, y mientras se enfría se irá condensando. Por tanto, para evitar la acumulación del condensado, se coloca un enfriador (aftercooler) que realiza la función de un intercambiador de calor y detrás de este se implementa un deshumidificador que succiona rápidamente el condensado generado. Dado que este equipo no ofrece una eficiencia total, se requiere un depósito de acumulación de este condensado, dotado de una válvula para que siga drenando el condensado sobrante.

1. Depósito de acumulación. Como se mencionó, dado siempre habrá sobrante de condensado, es necesario un depósito de acumulación que permita reducir el número de arranques del compresor según la demanda que se produzca (5-10 veces / hora). El volumen de este depósito dependerá de la capacidad del compresor, del sistema de regulación y el modelo de consumo que se demande.

Asimismo, debe contar las entradas y salidas de aire, la boca de inspección, la válvula de seguridad menos del 10% encima de la presión de trabajo, un depósito de accionamiento manual, manómetro para medir la presión interior y una válvula de desagüe.

Por otro lado, se pude calcular el volumen necesario que debe poseer este depósito aplicando la siguiente expresión: ; T = tiempo(minutos) entre arranques consecutivos del compresor; C= consumo de aire en condiciones normales.[pic 9]

1. Filtros. Se emplean filtros en los puntos de consumos, dado que el aire se contamina ya sea de polvo, aceite y vapor de agua, para evitar alguna propagación de estos o generación de enfermedades.

1. Secado del aire comprimido. Existen deferentes métodos de secado:

1. La técnica de secado mediante refrigeración, pre-refrigerar o refrigera el aire saliente del compresor con aire frío hasta la temperatura de punto de rocío a presión necesaria.
2. El secado por sobrepresión, comprime el aire a mayor presión de la necesaria, enfriando el condensando y expandiendo el aire hasta la presión requerida.
3. El secado por absorción, emplea un material absorbente que capture las moléculas de vapor de agua.
4. El secado por adsorción, hace pasar el aire húmedo a través de un lecho con material absorbente de agua del ambiente, hasta saturarse de agua.

1. Separador de aceite. Dado que sobra un acuso por debajo de los depósitos y el los filtros, es necesario cumplir con los reglamentos, por ello, es primordial generar un proceso de separación, para recuperar el contenido de aceite y su correcto desecho. Entonces, emplear los separadores de aceite/agua (los filtros de membrana), ayudan a pasar las moléculas pequeñas (agua limpia) y retener moléculas grandes (aceite) para ser separadas y conducidas a un contenedor, posterior a su desecho.

DISEÑO DE LA INSTALACIÓN:

Realizar un buen diseño para nuestro sistema de aire comprimido, es fundamental tener claro 3 objetivos primordiales:

1. Minimizar la perdida de carga.
2. Minimizar las perdidas o fugas.
3. Facilitar el drenaje del agua condensado.

Además, es necesario tener en cuenta la red de distribución asimilando que, la caída de presión máxima entre la salida del compresor y el punto de consumo más lejano sea de 0,1 bar, añadiéndole las pérdidas finales por mangueras y conectores en el punto de consumo.

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