Sistemas De Aire Comprimido

Redes de Servicios Industriales

Sistemas de aire comprimido

Ing. Pedro Hernandez Bañuelos

Universidad Tecnológica de Ciudad Juarez

Christian Alejandro Chávez Ramírez

Sistema de Aire comprimido

Definición

Los sistemas de aire comprimido están presentes en la mayoría de las industrias, ya que ayudan a mejorar la productividad, automatizando y acelerando la producción.

Una instalación de aire comprimido consta de dos partes:

• La central compresora: donde el aire se prepara convenientemente para su uso.

• La red de distribución: que transporta el aire comprimido hasta el punto de consumo.

El elemento fundamental de un sistema de aire comprimido es el COMPRESOR, que es una máquina destinada a incrementar la presión del aire, con el fin de proporcionarle energía para utilizarlo en múltiples aplicaciones.

Ventajas e inconvenientes

El aire comprimido está presente en la mayoría de los procesos industriales debido a sus múltiples VENTAJAS:

• Parte de una fuente inagotable, el aire; es transportable, incluso a grandes distancias; puede almacenarse en depósitos fijos o móviles; la temperatura no le afecta y es antideflagrante; es una energía limpia que no contamina y no requiere tuberías de retorno.

• Los elementos que precisa para su utilización son simples, económicos y robustos; su mantenimiento es sencillo y el riesgo de accidentes es mínimo.

• Es una energía muy versátil, adaptable a muchísimos campos de aplicación y los elementos que utiliza ocupan poco espacio.

Como INCONVENIENTES hay que considerar los siguientes:

• su precio, que es algo elevado.

• la fuerza que puede llegar a producir es limitada.

• la velocidad que proporciona no es constante dada la compresibilidad del aire.

• los aparatos que generan aire comprimido y su descarga resultan algo ruidosos.

Aplicación Industrial

Debido a la gran cantidad de ventajas y a los pocos inconvenientes, su utilización es prácticamente universal en todo tipo de industrias para hacer funcionar todo tipo de máquinas, herramientas (pulidoras, taladradoras, lijadoras, fresadoras), destornilladores, pistolas limpiadoras, etc.

El rendimiento de una instalación de aire comprimido se define como el cociente entre la energía proporcionada al aire por compresión y la energía eléctrica consumida por el compresor.

El rendimiento de los compresores es muy bajo, pues la mayor parte de la energía de compresión se convierte en calor.

Este rendimiento depende de múltiples factores, siendo los más importantes:

1. Compresores

En el momento de seleccionar un compresor se han de considerar una serie de factores que dependen en gran medida de la instalación a la que ha de servir.

Los factores fundamentales de la instalación a considerar son el caudal del aire y la presión requerida.

En el cuadro siguiente se presentan valores límites superiores para cada tipo de compresor:

Límites aproximados de trabajo de compresores

Tipo Potencia máxima aproximada Presión máxima aproximada (bar g)

Alternativo Más de 12.000 7.000

Aletas 100 28

Tornillo 6.000 40

Centrífugo Más de 35.000 400

Axial Más de 100.000 35

2. Aspiración

Para un buen rendimiento del compresor, el aire debe aspirarse preferentemente del exterior y debe estar limpio y frío, ya que:

• Cada 4°C de aumento de temperatura en el aire aspirado, aumenta el consumo de energía un 1 % para el mismo caudal.

• Cada 3°C de disminución en la temperatura del aire aspirado, dan lugar a un 1 % más de aire comprimido, para el mismo consumo de energía.

3. Depósitos de Aire

Es importante realizar un diseño del depósito tal que permita obtener menores consumos de energía, mediante la instalación de compresores de menor capacidad y menor potencia.

Central compresora

En la central compresora se realiza el tratamiento del aire para obtenerlo a una determinada presión y con unos niveles determinados de limpieza y de ausencia de humedad.

Está constituida por los siguientes componentes:

1. Compresor: incrementa la presión del aire.

2. Refrigerador-separador: elimina el agua presente en el aire comprimido a la salida del compresor.

3. Depósito de regulación: almacena el aire comprimido para atender demandas puntas que excedan la capacidad del compresor.

4. Filtro: se eliminan las impurezas del aire, como el polvo y el aceite, mediante un filtrado adecuado.

5. Secador: seca el aire comprimido hasta un punto de rocío inferior a la temperatura ambiente antes de ser distribuido a la red.

Compresores

Un compresor es una máquina destinada a incrementar la presión del aire, o de un gas o mezcla de gases, a partir de la presión atmosférica, con el fin de proporcionarles energía y utilizarlos en múltiples aplicaciones.

TIPOS DE COMPRESORES

Los compresores que se fabrican hoy día se dividen en dos grandes grupos, atendiendo a su principio de funcionamiento: de flujo continuo o aerodinámico y de desplazamiento positivo.

1. Los compresores de flujo continuo o aerodinámico están basados en la cantidad de movimiento, donde gracias a la fuerza recibida del motor de arrastre se aumenta la velocidad del fluido, para posteriormente transformarla en presión.

Los compresores aerodinámicos disponen de un órgano fundamental denominado rodete, que gira sobre su eje, donde se produce la transformación de la energía mecánica, que recibe del motor de arrastre, en energía de fluido.

2. Los compresores de desplazamientos positivos o volumétricos aumentan la presión del gas gracias a la reducción de su volumen, transmitiendo esta presión íntegramente a todo el fluido situado aguas abajo.

Estos compresores disponen de un elemento denominado desplazador, que atrapa el gas mediante la creación de una succión, reduce su volumen, y lo desplaza hacia la salida donde existe una presión superior.

Los compresores volumétricos se dividen a su vez en alternativos y rotativos (según el movimiento que posee su órgano desplazador).

Los compresores alternativos son los más utilizados en la industria por sus notables ventajas y características, que los convierten en los más económicos tanto en el momento de su adquisición como en el de su uso.

Constan de un cilindro donde se desplaza alternativamente un émbolo arrastrado desde

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