3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE CAMPECHE UNIDAD III. PREPARACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO. 3.2 Introducción a la distribución de aire comprimido. 3.2.1 Diseño de una red de aire. 3.2.1.1 D isp ositivos . 3.2.1.2 T ubería principal  . 3.2.1.3 T ubería s secundarias . 3.2.1.4 Tuberías de servicio. 3.2.2 Usos del aire comprimido . 3.2.2.1 E quipos de planta . 3.2.2.2 Instrumentación. 3.2.3 La red de aire comprimido . 3.2.3.1 P arámetros 3.2.3.2 Tubería 3.2.3.3 Confi gur ación . 3.2.3.4 Inclinación. 3.2.4 D iseño de la red . 3.2.5 Operaci ón y mantenimiento de accesorios . 3.2.5.1 Post-en friador es .  3.2.5.1.1 Post-enfriadores aire-aire .  3.2.5.2 Post-enfriadores aire-agua. 3.2.5.2 Separador centríf ugo . 3.2.5.3 V álvulas de drenaje automáti co .  3.2.5.3.1 Válvulas de drenaje automático mecánico .  3.2.5.3.2 Válvulas de drenaje automático de flotador .  3.2.5.3.3 Válvulas de drenaje automático electrónica . 3.2.6 F ilt ros . 3.2.6.1 Filtros de partícu las . 3.2.6.2 Filtros coalescentes . 3.2.6.3 Filtros de vapores . 3.2.7 Secadores . 3.2.7.1 Refr igerados . 3.2.7.2 R egener ativ os 3.2.8 T anques de almacena miento . 3.2.9 Unidades de mantenimiento . Sistemas Neumáticos [email protected] om Pag. 1

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEUNIDAD III PREPARACIOacuteN Y DISTRIBUCIOacuteN DE AIRE COMPRIMIDO

32 Introduccioacuten a la distribucioacuten de aire comprimido

321 Disentildeo de una red de aire

3211 D ispositivos

3212 T uberiacutea principal

3213 T uberiacuteas secundarias

3214 T uberiacuteas de servicio

322 U sos del aire comprimido

3221 E quipos de planta

3222 Instrumentacioacuten

323 L a red de aire comprimido

3231 P araacutemetros

3232 T uberiacutea

3233 C onfiguracioacuten

3234 Inclinacioacuten

324 D isentildeo de la red

325 O peracioacuten y mantenimiento de accesorios

3251 P ost-enfriadores

32511 Post-enfriadores aire-aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

3252 S eparador centriacutefugo

3253 V aacutelvulas de drenaje automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

326 F iltros

3261 F iltros de partiacuteculas

3262 F iltros coalescentes

3263 F iltros de vapores

327 S ecadores

3271 R efrigerados

3272 R egenerativos

328 T anques de almacenamiento

329 U nidades de mantenimiento

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3210 P reparacioacuten y tratamiento del aire

32101 Impurezas

32102 T ratamiento de la humedad

321021 Secado por absorcioacuten321022 Secado por adsorcioacuten

321023 Secado por enfriamiento

3211 Fallas tiacutepicas y r ecomendaciones

32111 R ecomendaciones

32112 Fallas tiacutepicas

B ibliografiacutea

32 Introduccioacuten a la distribucioacuten de aire comprimidoEl aire comprimido es una de las formas de energiacutea maacutes antiguas que conoce el

hombre y aprovecha para reforzar sus recursos fiacutesicos

No fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron a investigarsesistemaacuteticamente su comportamiento y sus reglas Soacutelo desde aprox 1950 se puedehablar de una verdadera aplicacioacuten industrial de la neumaacutetica en los procesos defabricacioacuten Y fueron ampliaacutendose los diversos sectores de aplicacioacuten

En la actualidad ya no se concibe una moderna explotacioacuten industrial sin el airecomprimido Este es el motivo de que en los ramos industriales maacutes variados se utilicenaparatos neumaacuteticos cuya alimentacioacuten continua y adecuada de aire garantizaraacute el

exitoso y eficiente desempentildeo de los procesos involucrados en la produccioacuten

El disentildeo y mantenimiento adecuado de redes de aire comprimido y sus

respectivos accesorios juega un papel decisivo en los procesos productivos involucrados

cuya energiacutea utilizada es el aire

321 Disentildeo de una red de aire

3211 Dispositivos

En general una red de aire comprimido de cualquier industria cuenta con los siguientes 7dispositivos mostrados en la Figura 1

1 Filtro del compresor Este dispositivo es utilizado para eliminar las impurezas delaire antes de la compresioacuten con el fin de proteger al compresor y evitar el ingreso decontaminantes al sistema

2 Compresor Es el encargado de convertir la energiacutea mecaacutenica en energiacuteaneumaacutetica comprimiendo el aire La conexioacuten del compresor a la red debe ser flexiblepara evitar la transmisioacuten de vibraciones debidas al funcionamiento del mismo

3 Post-enfriador Es el encargado de eliminar gran parte del agua que se encuentranaturalmente dentro del aire en forma de humedad

4 Tanque de almacenamiento Almacena energiacutea neumaacutetica y permite elasentamiento de partiacuteculas y humedad

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHE5 Filtros de liacutenea Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada parael promedio de aplicaciones conectadas a la red

6 Secadores Se utilizan para aplicaciones que requieren un aire supremamenteseco

7 Aplicaciones con sus purgas unidades de mantenimiento (Filtro reguladores depresioacuten y lubricador) y secadores adicionales

Figura 1 Componentes de una red de aire comprimido

Los elementos 1 2 3 4 y 5 se ubican en la tuberiacutea principal Su presencia es obligatoriaen todas las redes de aire comprimido El 6 puede ubicarse en las tuberiacuteas secundarias yel 7 se instala en la tuberiacutea de servicio que alimenta las diferentes aplicaciones

3212 Tuberiacutea principal

Es la liacutenea que sale del conjunto de compresores y conduce todo el aire que consume laplanta Debe tener la mayor seccioacuten posible para evitar peacuterdidas de presioacuten y preverfuturas ampliaciones de la red con su consecuente aumento de caudal La velocidad

maacutexima del aire en la tuberiacutea principal es de

3213 Tuberiacuteas secundarias

Se derivan de la tuberiacutea principal para conectarse con las tuberiacuteas de servicio El caudalque por alliacute circula es el asociado a los elementos alimentados exclusivamente por estatuberiacutea Tambieacuten en su disentildeo se debe prever posibles ampliaciones en el futuro La

velocidad del aire en ellas no debe superar

3214 Tuberiacuteas de servicio

Son las que surten en siacute los equipos neumaacuteticos En sus extremos tienen conectoresraacutepidos y sobre ellas se ubican las unidades de mantenimiento Debe procurarse no

sobre pasar de tres el nuacutemero de equipos alimentados por una tuberiacutea de servicio Con elfin de evitar obstrucciones se recomiendan diaacutemetros mayores de frac12rdquo en la tuberiacuteaPuesto que generalmente son segmentos cortos las peacuterdidas son bajas y por tanto la

velocidad del aire en las tuberiacuteas de servicio puede llegar hasta

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322 Usos del aire comprimido

En la mayoriacutea de las instalaciones el ldquoAire Comprimidordquo se considera como una Fuentede Energiacutea comparable a la electricidad el gas y el agua En general es utilizado para elmanejo de equipos de planta y para instrumentacioacuten En ambos casos la presioacuten de la

red es entre 6 y 7

3221 Equipos de planta

El uso del aire comprimido en equipos de planta hace referencia a dispositivos robustoscomo taladros pulidores moto-tools elevadores motores y otros En este caso el airedebe tener una calidad aceptable de humedad e impurezas El consumo de aire de estosdispositivos de muestra en la Tabla 1

Dispositivo

Consumo ( )

Elevadores neumaacuteticos 05-50 Ton 70-200

Taladros 12-80

Pulidoras 20-85

Malacates 30-50

Pistolas (Llaves neumaacuteticas) 20

Sand Blasting (Chorro de arena) 70-115

Tabla 1 Consumos de diferentes dispositivos neumaacuteticos

3222 Instrumentacioacuten

Algunas empresas fuera de usar el aire comprimido en dispositivos robustos tambieacuten lousan para actuadores de precisioacuten y pequentildeos motores neumaacuteticos Estos equipos tienenuna funcioacuten de control de procesos maacutes que de potencia como en un taladro Debido a laprecisioacuten de sus componentes el aire comprimido usado en ellos ha de tener una calidadsuperior a la usada en un equipo robusto Por ejemplo el aire ha de tener un contenido

de humedad tan bajo que su punto de rociacuteo sea siempre superior a la menortemperatura en cualquier lugar de la red con el fin de evitar la presencia decondensados Ademaacutes las impurezas del aire deberaacuten ser menores que 01gNm3 y

hasta un tamantildeo de 3

323 La red de aire comprimido

3231 Paraacutemetros

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEAl iniciar el proceso de disentildeo de una instalacioacuten de aire comprimido se deben investigartodas las aplicaciones que se usaraacuten y su ubicacioacuten en la planta Con la ayuda de uncuestionario como el de la Figura 2

Figura 2 Cuestionarios de ayuda para el disentildeo de una red de airecomprimido

Presioacuten Se debe estimar la presioacuten a la cual se desea trabajar para establecer elfuncionamiento del compresor y de la red Generalmente una red industrial de aire

comprimido tiene presiones de 6 y 7

Caudal El caudal de la red deberaacute ser disentildeado con base en la demanda Losdispositivos neumaacuteticos traen en sus cataacutelogos meacutetodos para estimar su consumo yobtener valores como los mostrados en la Tabla 1

Peacuterdida de presioacuten Los componentes de una red de aire comprimido como codos tacutescambios de seccioacuten unidades de mantenimiento y otras se oponen al flujo generandopeacuterdidas de presioacuten Garantizar que las peacuterdidas esteacuten en los liacutemites permisibles es unalabor esencial del disentildeo Algunos valores son mostrados en la Tabla 2

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Tabla 2 Peacuterdida de presioacuten de algunos dispositivos

Velocidad de circulacioacuten Esta velocidad debe controlarse puesto que su aumentoproduce mayores peacuterdidas de presioacuten

3232 Tuberiacutea

Todo movimiento de un fluido por una tuberiacutea produce una peacuterdida de presioacuten debido asu rugosidad y diaacutemetro asociado La seleccioacuten de los diaacutemetros de las tuberiacuteas de unared de aire se determina seguacuten los principios de la mecaacutenica de fluidos y para ello seutilizan ecuaciones y diagramas Esta informacioacuten no se expone en este trabajo peropuede ser consultada por el lector en cualquier libro de disentildeo de redes

El material maacutes usado en las tuberiacuteas de aire es el acero Debe evitarse utilizar tuberiacuteassoldadas puesto que aumentan la posibilidad de fugas maacutes bien se recomiendan lastuberiacuteas estiradas Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo de tuberiacuteasen acero anodizado que aunque maacutes costosas tienen una mayor duracioacuten que las deacero

La identificacioacuten es una parte importante del mantenimiento Seguacuten la norma UNE 1063las tuberiacuteas que conducen aire comprimido deben ser pintadas de azul moderado UNE 48103

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Refrigerador posterior de agua 009 bar

Refrigerador posterior de aire 009 bar

Secador frigoriacutefico 020 bar

Secador adsorcioacuten 030 bar

Separadores ceraacutemicos 010 bar

Red de tuberiacuteas 014 bar

Filtros en general 015 bar

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 2: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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3210 P reparacioacuten y tratamiento del aire

32101 Impurezas

32102 T ratamiento de la humedad

321021 Secado por absorcioacuten321022 Secado por adsorcioacuten

321023 Secado por enfriamiento

3211 Fallas tiacutepicas y r ecomendaciones

32111 R ecomendaciones

32112 Fallas tiacutepicas

B ibliografiacutea

32 Introduccioacuten a la distribucioacuten de aire comprimidoEl aire comprimido es una de las formas de energiacutea maacutes antiguas que conoce el

hombre y aprovecha para reforzar sus recursos fiacutesicos

No fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron a investigarsesistemaacuteticamente su comportamiento y sus reglas Soacutelo desde aprox 1950 se puedehablar de una verdadera aplicacioacuten industrial de la neumaacutetica en los procesos defabricacioacuten Y fueron ampliaacutendose los diversos sectores de aplicacioacuten

En la actualidad ya no se concibe una moderna explotacioacuten industrial sin el airecomprimido Este es el motivo de que en los ramos industriales maacutes variados se utilicenaparatos neumaacuteticos cuya alimentacioacuten continua y adecuada de aire garantizaraacute el

exitoso y eficiente desempentildeo de los procesos involucrados en la produccioacuten

El disentildeo y mantenimiento adecuado de redes de aire comprimido y sus

respectivos accesorios juega un papel decisivo en los procesos productivos involucrados

cuya energiacutea utilizada es el aire

321 Disentildeo de una red de aire

3211 Dispositivos

En general una red de aire comprimido de cualquier industria cuenta con los siguientes 7dispositivos mostrados en la Figura 1

1 Filtro del compresor Este dispositivo es utilizado para eliminar las impurezas delaire antes de la compresioacuten con el fin de proteger al compresor y evitar el ingreso decontaminantes al sistema

2 Compresor Es el encargado de convertir la energiacutea mecaacutenica en energiacuteaneumaacutetica comprimiendo el aire La conexioacuten del compresor a la red debe ser flexiblepara evitar la transmisioacuten de vibraciones debidas al funcionamiento del mismo

3 Post-enfriador Es el encargado de eliminar gran parte del agua que se encuentranaturalmente dentro del aire en forma de humedad

4 Tanque de almacenamiento Almacena energiacutea neumaacutetica y permite elasentamiento de partiacuteculas y humedad

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHE5 Filtros de liacutenea Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada parael promedio de aplicaciones conectadas a la red

6 Secadores Se utilizan para aplicaciones que requieren un aire supremamenteseco

7 Aplicaciones con sus purgas unidades de mantenimiento (Filtro reguladores depresioacuten y lubricador) y secadores adicionales

Figura 1 Componentes de una red de aire comprimido

Los elementos 1 2 3 4 y 5 se ubican en la tuberiacutea principal Su presencia es obligatoriaen todas las redes de aire comprimido El 6 puede ubicarse en las tuberiacuteas secundarias yel 7 se instala en la tuberiacutea de servicio que alimenta las diferentes aplicaciones

3212 Tuberiacutea principal

Es la liacutenea que sale del conjunto de compresores y conduce todo el aire que consume laplanta Debe tener la mayor seccioacuten posible para evitar peacuterdidas de presioacuten y preverfuturas ampliaciones de la red con su consecuente aumento de caudal La velocidad

maacutexima del aire en la tuberiacutea principal es de

3213 Tuberiacuteas secundarias

Se derivan de la tuberiacutea principal para conectarse con las tuberiacuteas de servicio El caudalque por alliacute circula es el asociado a los elementos alimentados exclusivamente por estatuberiacutea Tambieacuten en su disentildeo se debe prever posibles ampliaciones en el futuro La

velocidad del aire en ellas no debe superar

3214 Tuberiacuteas de servicio

Son las que surten en siacute los equipos neumaacuteticos En sus extremos tienen conectoresraacutepidos y sobre ellas se ubican las unidades de mantenimiento Debe procurarse no

sobre pasar de tres el nuacutemero de equipos alimentados por una tuberiacutea de servicio Con elfin de evitar obstrucciones se recomiendan diaacutemetros mayores de frac12rdquo en la tuberiacuteaPuesto que generalmente son segmentos cortos las peacuterdidas son bajas y por tanto la

velocidad del aire en las tuberiacuteas de servicio puede llegar hasta

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322 Usos del aire comprimido

En la mayoriacutea de las instalaciones el ldquoAire Comprimidordquo se considera como una Fuentede Energiacutea comparable a la electricidad el gas y el agua En general es utilizado para elmanejo de equipos de planta y para instrumentacioacuten En ambos casos la presioacuten de la

red es entre 6 y 7

3221 Equipos de planta

El uso del aire comprimido en equipos de planta hace referencia a dispositivos robustoscomo taladros pulidores moto-tools elevadores motores y otros En este caso el airedebe tener una calidad aceptable de humedad e impurezas El consumo de aire de estosdispositivos de muestra en la Tabla 1

Dispositivo

Consumo ( )

Elevadores neumaacuteticos 05-50 Ton 70-200

Taladros 12-80

Pulidoras 20-85

Malacates 30-50

Pistolas (Llaves neumaacuteticas) 20

Sand Blasting (Chorro de arena) 70-115

Tabla 1 Consumos de diferentes dispositivos neumaacuteticos

3222 Instrumentacioacuten

Algunas empresas fuera de usar el aire comprimido en dispositivos robustos tambieacuten lousan para actuadores de precisioacuten y pequentildeos motores neumaacuteticos Estos equipos tienenuna funcioacuten de control de procesos maacutes que de potencia como en un taladro Debido a laprecisioacuten de sus componentes el aire comprimido usado en ellos ha de tener una calidadsuperior a la usada en un equipo robusto Por ejemplo el aire ha de tener un contenido

de humedad tan bajo que su punto de rociacuteo sea siempre superior a la menortemperatura en cualquier lugar de la red con el fin de evitar la presencia decondensados Ademaacutes las impurezas del aire deberaacuten ser menores que 01gNm3 y

hasta un tamantildeo de 3

323 La red de aire comprimido

3231 Paraacutemetros

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEAl iniciar el proceso de disentildeo de una instalacioacuten de aire comprimido se deben investigartodas las aplicaciones que se usaraacuten y su ubicacioacuten en la planta Con la ayuda de uncuestionario como el de la Figura 2

Figura 2 Cuestionarios de ayuda para el disentildeo de una red de airecomprimido

Presioacuten Se debe estimar la presioacuten a la cual se desea trabajar para establecer elfuncionamiento del compresor y de la red Generalmente una red industrial de aire

comprimido tiene presiones de 6 y 7

Caudal El caudal de la red deberaacute ser disentildeado con base en la demanda Losdispositivos neumaacuteticos traen en sus cataacutelogos meacutetodos para estimar su consumo yobtener valores como los mostrados en la Tabla 1

Peacuterdida de presioacuten Los componentes de una red de aire comprimido como codos tacutescambios de seccioacuten unidades de mantenimiento y otras se oponen al flujo generandopeacuterdidas de presioacuten Garantizar que las peacuterdidas esteacuten en los liacutemites permisibles es unalabor esencial del disentildeo Algunos valores son mostrados en la Tabla 2

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Tabla 2 Peacuterdida de presioacuten de algunos dispositivos

Velocidad de circulacioacuten Esta velocidad debe controlarse puesto que su aumentoproduce mayores peacuterdidas de presioacuten

3232 Tuberiacutea

Todo movimiento de un fluido por una tuberiacutea produce una peacuterdida de presioacuten debido asu rugosidad y diaacutemetro asociado La seleccioacuten de los diaacutemetros de las tuberiacuteas de unared de aire se determina seguacuten los principios de la mecaacutenica de fluidos y para ello seutilizan ecuaciones y diagramas Esta informacioacuten no se expone en este trabajo peropuede ser consultada por el lector en cualquier libro de disentildeo de redes

El material maacutes usado en las tuberiacuteas de aire es el acero Debe evitarse utilizar tuberiacuteassoldadas puesto que aumentan la posibilidad de fugas maacutes bien se recomiendan lastuberiacuteas estiradas Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo de tuberiacuteasen acero anodizado que aunque maacutes costosas tienen una mayor duracioacuten que las deacero

La identificacioacuten es una parte importante del mantenimiento Seguacuten la norma UNE 1063las tuberiacuteas que conducen aire comprimido deben ser pintadas de azul moderado UNE 48103

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Refrigerador posterior de agua 009 bar

Refrigerador posterior de aire 009 bar

Secador frigoriacutefico 020 bar

Secador adsorcioacuten 030 bar

Separadores ceraacutemicos 010 bar

Red de tuberiacuteas 014 bar

Filtros en general 015 bar

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httpslidepdfcomreaderfull32-distribucin-de-aire-comprimido 728

UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 3: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHE5 Filtros de liacutenea Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada parael promedio de aplicaciones conectadas a la red

6 Secadores Se utilizan para aplicaciones que requieren un aire supremamenteseco

7 Aplicaciones con sus purgas unidades de mantenimiento (Filtro reguladores depresioacuten y lubricador) y secadores adicionales

Figura 1 Componentes de una red de aire comprimido

Los elementos 1 2 3 4 y 5 se ubican en la tuberiacutea principal Su presencia es obligatoriaen todas las redes de aire comprimido El 6 puede ubicarse en las tuberiacuteas secundarias yel 7 se instala en la tuberiacutea de servicio que alimenta las diferentes aplicaciones

3212 Tuberiacutea principal

Es la liacutenea que sale del conjunto de compresores y conduce todo el aire que consume laplanta Debe tener la mayor seccioacuten posible para evitar peacuterdidas de presioacuten y preverfuturas ampliaciones de la red con su consecuente aumento de caudal La velocidad

maacutexima del aire en la tuberiacutea principal es de

3213 Tuberiacuteas secundarias

Se derivan de la tuberiacutea principal para conectarse con las tuberiacuteas de servicio El caudalque por alliacute circula es el asociado a los elementos alimentados exclusivamente por estatuberiacutea Tambieacuten en su disentildeo se debe prever posibles ampliaciones en el futuro La

velocidad del aire en ellas no debe superar

3214 Tuberiacuteas de servicio

Son las que surten en siacute los equipos neumaacuteticos En sus extremos tienen conectoresraacutepidos y sobre ellas se ubican las unidades de mantenimiento Debe procurarse no

sobre pasar de tres el nuacutemero de equipos alimentados por una tuberiacutea de servicio Con elfin de evitar obstrucciones se recomiendan diaacutemetros mayores de frac12rdquo en la tuberiacuteaPuesto que generalmente son segmentos cortos las peacuterdidas son bajas y por tanto la

velocidad del aire en las tuberiacuteas de servicio puede llegar hasta

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322 Usos del aire comprimido

En la mayoriacutea de las instalaciones el ldquoAire Comprimidordquo se considera como una Fuentede Energiacutea comparable a la electricidad el gas y el agua En general es utilizado para elmanejo de equipos de planta y para instrumentacioacuten En ambos casos la presioacuten de la

red es entre 6 y 7

3221 Equipos de planta

El uso del aire comprimido en equipos de planta hace referencia a dispositivos robustoscomo taladros pulidores moto-tools elevadores motores y otros En este caso el airedebe tener una calidad aceptable de humedad e impurezas El consumo de aire de estosdispositivos de muestra en la Tabla 1

Dispositivo

Consumo ( )

Elevadores neumaacuteticos 05-50 Ton 70-200

Taladros 12-80

Pulidoras 20-85

Malacates 30-50

Pistolas (Llaves neumaacuteticas) 20

Sand Blasting (Chorro de arena) 70-115

Tabla 1 Consumos de diferentes dispositivos neumaacuteticos

3222 Instrumentacioacuten

Algunas empresas fuera de usar el aire comprimido en dispositivos robustos tambieacuten lousan para actuadores de precisioacuten y pequentildeos motores neumaacuteticos Estos equipos tienenuna funcioacuten de control de procesos maacutes que de potencia como en un taladro Debido a laprecisioacuten de sus componentes el aire comprimido usado en ellos ha de tener una calidadsuperior a la usada en un equipo robusto Por ejemplo el aire ha de tener un contenido

de humedad tan bajo que su punto de rociacuteo sea siempre superior a la menortemperatura en cualquier lugar de la red con el fin de evitar la presencia decondensados Ademaacutes las impurezas del aire deberaacuten ser menores que 01gNm3 y

hasta un tamantildeo de 3

323 La red de aire comprimido

3231 Paraacutemetros

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEAl iniciar el proceso de disentildeo de una instalacioacuten de aire comprimido se deben investigartodas las aplicaciones que se usaraacuten y su ubicacioacuten en la planta Con la ayuda de uncuestionario como el de la Figura 2

Figura 2 Cuestionarios de ayuda para el disentildeo de una red de airecomprimido

Presioacuten Se debe estimar la presioacuten a la cual se desea trabajar para establecer elfuncionamiento del compresor y de la red Generalmente una red industrial de aire

comprimido tiene presiones de 6 y 7

Caudal El caudal de la red deberaacute ser disentildeado con base en la demanda Losdispositivos neumaacuteticos traen en sus cataacutelogos meacutetodos para estimar su consumo yobtener valores como los mostrados en la Tabla 1

Peacuterdida de presioacuten Los componentes de una red de aire comprimido como codos tacutescambios de seccioacuten unidades de mantenimiento y otras se oponen al flujo generandopeacuterdidas de presioacuten Garantizar que las peacuterdidas esteacuten en los liacutemites permisibles es unalabor esencial del disentildeo Algunos valores son mostrados en la Tabla 2

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Tabla 2 Peacuterdida de presioacuten de algunos dispositivos

Velocidad de circulacioacuten Esta velocidad debe controlarse puesto que su aumentoproduce mayores peacuterdidas de presioacuten

3232 Tuberiacutea

Todo movimiento de un fluido por una tuberiacutea produce una peacuterdida de presioacuten debido asu rugosidad y diaacutemetro asociado La seleccioacuten de los diaacutemetros de las tuberiacuteas de unared de aire se determina seguacuten los principios de la mecaacutenica de fluidos y para ello seutilizan ecuaciones y diagramas Esta informacioacuten no se expone en este trabajo peropuede ser consultada por el lector en cualquier libro de disentildeo de redes

El material maacutes usado en las tuberiacuteas de aire es el acero Debe evitarse utilizar tuberiacuteassoldadas puesto que aumentan la posibilidad de fugas maacutes bien se recomiendan lastuberiacuteas estiradas Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo de tuberiacuteasen acero anodizado que aunque maacutes costosas tienen una mayor duracioacuten que las deacero

La identificacioacuten es una parte importante del mantenimiento Seguacuten la norma UNE 1063las tuberiacuteas que conducen aire comprimido deben ser pintadas de azul moderado UNE 48103

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Refrigerador posterior de agua 009 bar

Refrigerador posterior de aire 009 bar

Secador frigoriacutefico 020 bar

Secador adsorcioacuten 030 bar

Separadores ceraacutemicos 010 bar

Red de tuberiacuteas 014 bar

Filtros en general 015 bar

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Page 4: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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322 Usos del aire comprimido

En la mayoriacutea de las instalaciones el ldquoAire Comprimidordquo se considera como una Fuentede Energiacutea comparable a la electricidad el gas y el agua En general es utilizado para elmanejo de equipos de planta y para instrumentacioacuten En ambos casos la presioacuten de la

red es entre 6 y 7

3221 Equipos de planta

El uso del aire comprimido en equipos de planta hace referencia a dispositivos robustoscomo taladros pulidores moto-tools elevadores motores y otros En este caso el airedebe tener una calidad aceptable de humedad e impurezas El consumo de aire de estosdispositivos de muestra en la Tabla 1

Dispositivo

Consumo ( )

Elevadores neumaacuteticos 05-50 Ton 70-200

Taladros 12-80

Pulidoras 20-85

Malacates 30-50

Pistolas (Llaves neumaacuteticas) 20

Sand Blasting (Chorro de arena) 70-115

Tabla 1 Consumos de diferentes dispositivos neumaacuteticos

3222 Instrumentacioacuten

Algunas empresas fuera de usar el aire comprimido en dispositivos robustos tambieacuten lousan para actuadores de precisioacuten y pequentildeos motores neumaacuteticos Estos equipos tienenuna funcioacuten de control de procesos maacutes que de potencia como en un taladro Debido a laprecisioacuten de sus componentes el aire comprimido usado en ellos ha de tener una calidadsuperior a la usada en un equipo robusto Por ejemplo el aire ha de tener un contenido

de humedad tan bajo que su punto de rociacuteo sea siempre superior a la menortemperatura en cualquier lugar de la red con el fin de evitar la presencia decondensados Ademaacutes las impurezas del aire deberaacuten ser menores que 01gNm3 y

hasta un tamantildeo de 3

323 La red de aire comprimido

3231 Paraacutemetros

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEAl iniciar el proceso de disentildeo de una instalacioacuten de aire comprimido se deben investigartodas las aplicaciones que se usaraacuten y su ubicacioacuten en la planta Con la ayuda de uncuestionario como el de la Figura 2

Figura 2 Cuestionarios de ayuda para el disentildeo de una red de airecomprimido

Presioacuten Se debe estimar la presioacuten a la cual se desea trabajar para establecer elfuncionamiento del compresor y de la red Generalmente una red industrial de aire

comprimido tiene presiones de 6 y 7

Caudal El caudal de la red deberaacute ser disentildeado con base en la demanda Losdispositivos neumaacuteticos traen en sus cataacutelogos meacutetodos para estimar su consumo yobtener valores como los mostrados en la Tabla 1

Peacuterdida de presioacuten Los componentes de una red de aire comprimido como codos tacutescambios de seccioacuten unidades de mantenimiento y otras se oponen al flujo generandopeacuterdidas de presioacuten Garantizar que las peacuterdidas esteacuten en los liacutemites permisibles es unalabor esencial del disentildeo Algunos valores son mostrados en la Tabla 2

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Tabla 2 Peacuterdida de presioacuten de algunos dispositivos

Velocidad de circulacioacuten Esta velocidad debe controlarse puesto que su aumentoproduce mayores peacuterdidas de presioacuten

3232 Tuberiacutea

Todo movimiento de un fluido por una tuberiacutea produce una peacuterdida de presioacuten debido asu rugosidad y diaacutemetro asociado La seleccioacuten de los diaacutemetros de las tuberiacuteas de unared de aire se determina seguacuten los principios de la mecaacutenica de fluidos y para ello seutilizan ecuaciones y diagramas Esta informacioacuten no se expone en este trabajo peropuede ser consultada por el lector en cualquier libro de disentildeo de redes

El material maacutes usado en las tuberiacuteas de aire es el acero Debe evitarse utilizar tuberiacuteassoldadas puesto que aumentan la posibilidad de fugas maacutes bien se recomiendan lastuberiacuteas estiradas Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo de tuberiacuteasen acero anodizado que aunque maacutes costosas tienen una mayor duracioacuten que las deacero

La identificacioacuten es una parte importante del mantenimiento Seguacuten la norma UNE 1063las tuberiacuteas que conducen aire comprimido deben ser pintadas de azul moderado UNE 48103

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Refrigerador posterior de agua 009 bar

Refrigerador posterior de aire 009 bar

Secador frigoriacutefico 020 bar

Secador adsorcioacuten 030 bar

Separadores ceraacutemicos 010 bar

Red de tuberiacuteas 014 bar

Filtros en general 015 bar

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEAl iniciar el proceso de disentildeo de una instalacioacuten de aire comprimido se deben investigartodas las aplicaciones que se usaraacuten y su ubicacioacuten en la planta Con la ayuda de uncuestionario como el de la Figura 2

Figura 2 Cuestionarios de ayuda para el disentildeo de una red de airecomprimido

Presioacuten Se debe estimar la presioacuten a la cual se desea trabajar para establecer elfuncionamiento del compresor y de la red Generalmente una red industrial de aire

comprimido tiene presiones de 6 y 7

Caudal El caudal de la red deberaacute ser disentildeado con base en la demanda Losdispositivos neumaacuteticos traen en sus cataacutelogos meacutetodos para estimar su consumo yobtener valores como los mostrados en la Tabla 1

Peacuterdida de presioacuten Los componentes de una red de aire comprimido como codos tacutescambios de seccioacuten unidades de mantenimiento y otras se oponen al flujo generandopeacuterdidas de presioacuten Garantizar que las peacuterdidas esteacuten en los liacutemites permisibles es unalabor esencial del disentildeo Algunos valores son mostrados en la Tabla 2

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Tabla 2 Peacuterdida de presioacuten de algunos dispositivos

Velocidad de circulacioacuten Esta velocidad debe controlarse puesto que su aumentoproduce mayores peacuterdidas de presioacuten

3232 Tuberiacutea

Todo movimiento de un fluido por una tuberiacutea produce una peacuterdida de presioacuten debido asu rugosidad y diaacutemetro asociado La seleccioacuten de los diaacutemetros de las tuberiacuteas de unared de aire se determina seguacuten los principios de la mecaacutenica de fluidos y para ello seutilizan ecuaciones y diagramas Esta informacioacuten no se expone en este trabajo peropuede ser consultada por el lector en cualquier libro de disentildeo de redes

El material maacutes usado en las tuberiacuteas de aire es el acero Debe evitarse utilizar tuberiacuteassoldadas puesto que aumentan la posibilidad de fugas maacutes bien se recomiendan lastuberiacuteas estiradas Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo de tuberiacuteasen acero anodizado que aunque maacutes costosas tienen una mayor duracioacuten que las deacero

La identificacioacuten es una parte importante del mantenimiento Seguacuten la norma UNE 1063las tuberiacuteas que conducen aire comprimido deben ser pintadas de azul moderado UNE 48103

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Refrigerador posterior de agua 009 bar

Refrigerador posterior de aire 009 bar

Secador frigoriacutefico 020 bar

Secador adsorcioacuten 030 bar

Separadores ceraacutemicos 010 bar

Red de tuberiacuteas 014 bar

Filtros en general 015 bar

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Page 6: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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Tabla 2 Peacuterdida de presioacuten de algunos dispositivos

Velocidad de circulacioacuten Esta velocidad debe controlarse puesto que su aumentoproduce mayores peacuterdidas de presioacuten

3232 Tuberiacutea

Todo movimiento de un fluido por una tuberiacutea produce una peacuterdida de presioacuten debido asu rugosidad y diaacutemetro asociado La seleccioacuten de los diaacutemetros de las tuberiacuteas de unared de aire se determina seguacuten los principios de la mecaacutenica de fluidos y para ello seutilizan ecuaciones y diagramas Esta informacioacuten no se expone en este trabajo peropuede ser consultada por el lector en cualquier libro de disentildeo de redes

El material maacutes usado en las tuberiacuteas de aire es el acero Debe evitarse utilizar tuberiacuteassoldadas puesto que aumentan la posibilidad de fugas maacutes bien se recomiendan lastuberiacuteas estiradas Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo de tuberiacuteasen acero anodizado que aunque maacutes costosas tienen una mayor duracioacuten que las deacero

La identificacioacuten es una parte importante del mantenimiento Seguacuten la norma UNE 1063las tuberiacuteas que conducen aire comprimido deben ser pintadas de azul moderado UNE 48103

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Refrigerador posterior de agua 009 bar

Refrigerador posterior de aire 009 bar

Secador frigoriacutefico 020 bar

Secador adsorcioacuten 030 bar

Separadores ceraacutemicos 010 bar

Red de tuberiacuteas 014 bar

Filtros en general 015 bar

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEEn general la tuberiacutea de una red no necesita mantenimiento fuera de la correccioacuten defugas que se producen maacutes en las conexiones que en la tuberiacutea en siacute En caso que latuberiacutea presenta obstruccioacuten por partiacuteculas diversas de materiales que deben limpiarseo reemplazarse aunque esto no es comuacuten en las empresas

3233 ConfiguracioacutenExisten varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3 En una red de aire el factor maacutes esencial de todos es ladistribucioacuten de agua en la red puesto que los datos de peacuterdidas velocidad presioacuten yotros pueden ser calculados matemaacuteticamente sin mayor dificultad En cambio las zonasde acumulacioacuten de agua en una red han de ser detectadas por la pericia del ingeniero

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta Se constituye por una sola liacutenea principal de la cual se desprenden lassecundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3 (sup) La poca inversioacuten

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEinicial necesaria de esta configuracioacuten constituye su principal ventaja Ademaacutes en la redpueden implementarse inclinaciones para la evacuacioacuten de condensados tal como semuestra en la Figura 4 La principal desventaja de este tipo de redes es sumantenimiento Ante una reparacioacuten es posible que se detenga el suministro de aire

ldquoaguas abajordquo del punto de corte lo que implica una detencioacuten de la produccioacuten

Figura 4 Configuracioacuten abierta y su inclinacioacuten

Red Cerrada En esta configuracioacuten la liacutenea principal constituye un anillo tal como semuestra en la Figura 3 (medio) La inversioacuten inicial de este tipo de red es mayor que sifuera abierta Sin embargo con ella se facilitan las labores de mantenimiento de manera

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 9: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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UNIVERSIDAD TECNOLOacuteGICA DECAMPECHEimportante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas sin afectar laproduccioacuten Una desventaja importante de este sistema es la falta de direccioacuten constantedel flujo La direccioacuten del flujo en alguacuten punto de la red dependeraacute de las demandaspuntuales y por tanto el flujo de aire cambiaraacute de direccioacuten dependiendo del consumo tal

como se muestra en la Figura 5 El problema de estos cambios radica en que la mayoriacuteade accesorios de una red (p ej Filtros) son disentildeados con una entrada y una salida Portanto un cambio en el sentido de flujo los inutilizariacutea

Figura 5 Direccioacuten del flujo en una red cerrada para una demandacaracteriacutestica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la Esto hacenecesario implementar un sistema de secado maacutes estricto en el sistema Al contrario delo pensado Carnicer expone que en dichos sistemas las caiacutedas de presioacuten nodisminuyen Por tanto la principal razoacuten para implementar redes cerradas es por su buenmantenimiento

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Figura 6 Configuracioacuten Cerrada y su ausencia de inclinacioacuten

Red interconectada Esta configuracioacuten es igual a la cerrada pero con la implementacioacutende bypass entre las liacuteneas principales tal como se muestra en la Figura 3 (inf) Estesistema presenta un excelente desempentildeo frente al mantenimiento pero requiere lainversioacuten inicial maacutes alta Ademaacutes la red interconectada presenta los mismos problemasque la cerrada

3234 Inclinacioacuten

En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacioacuten de la red en el sentido de flujo

del aire Esto con el fin facilitar la extraccioacuten de los condensados Dicha inclinacioacutenpuede ser de un 2 como se ilustra en la Fig7 Al final debe instalarse una vaacutelvula depurga

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Fig 7 Inclinacioacuten en una red de aire

324 Disentildeo de la red

La primera labor de disentildeo de una red de aire comprimido es levanta u obtener un planode la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aire anotando suconsumo y presioacuten requeridas Tambieacuten identificar el lugar de emplazamiento de labateriacutea de compresores Es importante realizar una buena labor puesto que una vezestablecida la distribucioacuten esta influiraacute en las futuras ampliaciones y mantenimiento dela red

Para el disentildeo de la red se recomiendan las siguientes observaciones

1 Disentildear la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos deaire

2 Procurar que la tuberiacutea sea lo maacutes recta posible con el fin de disminuir la longitudde tuberiacutea nuacutemero de codos tacutes y cambios de seccioacuten que aumentan la peacuterdida depresioacuten en el sistema

3 La tuberiacutea siempre deber ir instalada aeacutereamente Puede sostenerse de techos yparedes Esto con el fin de facilitar la instalacioacuten de accesorios puntos de drenajefuturas ampliaciones faacutecil inspeccioacuten y accesibilidad para el mantenimiento Una tuberiacuteaenterrada no es praacutectica dificulta el mantenimiento e impide la evacuacioacuten decondensados

4 La tuberiacutea no debe entrar en contacto con los cables eleacutectricos y asiacute evitaraccidentes

5 En la instalacioacuten de la red deberaacute tenerse en cuenta cierta libertad para que latuberiacutea se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura Si esto no se

garantiza es posible que se presentes ldquocombasrdquo con su respectiva acumulacioacuten de agua6 Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en la red debeverificarse que los diaacutemetros de la tuberiacutea si soportan el nuevo caudal

7 Un buen diaacutemetro de la tuberiacutea principal evita problemas ante una ampliacioacuten dela red La liacutenea principal deberaacute tener una leve inclinacioacuten en el sentido de flujo del airepara instalar sitios de evacuacioacuten de condensados

8 Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentementeen la red Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se haganreparaciones de fugas o nuevas instalaciones

9 Todo cambio brusco de direccioacuten o inclinacioacuten es un sitio de acumulacioacuten de

condensados Alliacute se deben ubicar vaacutelvulas de evacuacioacuten10 Las conexiones de tuberiacuteas de servicio o bajantes deben hacerse desde la partesuperior de la tuberiacutea secundaria para evitar el descenso de agua por gravedad hasta losequipos neumaacuteticos y su deterioro asociado Un ejemplo de dicha conexioacuten se muestraen la Figura 7

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Page 12: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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325 Operacioacuten y mantenimiento de accesorios

El propoacutesito de los accesorios (Fig8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especiacuteficas de cadaoperacioacuten algunos accesorios tambieacuten se utilizan para la regulacioacuten de caudal y presioacuten

lubricacioacuten de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios dedirecciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacioacuten

Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una larga vidauacutetil de los equipos neumaacuteticos y unos oacuteptimos resultados en los procesos que requierendicho servicio

Las caracteriacutesticas maacutes importantes a tener en cuenta son

La cantidad de aceite que contiene el aire

La cantidad de agua presente en el mismo

El punto de rociacuteo

Cantidad de partiacuteculas extrantildeas contenidas en el aire

Fig 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

3251 Post-enfriadores

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Page 13: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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El objetivo de este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego de lacompresioacuten ya que el aire luego de ser comprimido quede 100 saturado al tener lugaruna disminucioacuten brusca de temperatura se presentaran condensados por lo cualpodemos decir que este equipo sirve tambieacuten para disminuir la cantidad de agua

contenida en el aire esto implica que siempre que se utilice un post-enfriador esnecesario instalar alguacuten medio para retirar los condensados que este genera tales comoseparadores centriacutefugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un post-enfriador es un intercambiador de calor en el cual el elementoque pierde calor es el aire comprimido mientras que el medio que lo gana es alguacutenrefrigerante usualmente aire o agua

Existen muchas formas posibles para un post-enfriador las maacutes comunes son conchay tubo tubos aleteados y radiadores

3251 Post-enfriadores

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes la utilizacioacuten de esteequipo es cuestionable ya que aunque el fluido de trabajo es gratuito (menor costo deoperacioacuten) la cantidad de mantenimiento aumenta los costos

Fig 9 Post ndash enfriadores Aire-Aire

3252 Post-enfriadores aire-agua

Tiene alta eficiencia menor necesidad de espacio y mayor costo de operacioacuten por elfluido de trabajo y la instalacioacuten

Fig 10 Post-enfriador Aire-Agua

3252 Separador centriacutefugo

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Page 14: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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Siempre se instala despueacutes del post-enfriador el objetivo del separador es retirar elagua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire

Baacutesicamente consiste en un recipiente ciliacutendrico que va colocado verticalmente ensu interior tiene un balde que desviacutea la corriente de aire haciendo que este sufra un

proceso de centrifugacioacuten por lo cual las gotas de agua que son maacutes pesadas que el airese adhieren a las paredes del recipiente para luego caer al fondo de este por efecto dela gravedad dicha agua seraacute finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomaacutetico

3253 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico

Las vaacutelvulas de drenaje automaacutetico deben ir en sitios donde exista la necesidad dedesalojar condensados por ejemplo filtros separadores centriacutefugos piernas de drenajetanque etc La funcioacuten de estas consiste en abrirse cada cierto tiempo para comunicar elsitio donde existe el condensado con el exterior permitiendo que este sea desalojado

Fig 11 Vaacutelvulas de Drenaje Automaacutetico

32531 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico mecaacutenico

Funcionan por principios mecaacutenicos y no requieren ninguacuten tipo de energiacutea exterior Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado es relativamente aleatorio no habiendoninguacuten control sobre el tiempo que la vaacutelvula permanezca abierta y permitiendo que sedeposite una capa sobre la vaacutelvula haciendo que esta pierda sensibilidad hasta que sebloquea

MANTENIMIENTO

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depoacutesitos este tipo de vaacutelvulas

requiere mantenimiento perioacutedico

32532 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico de flotador

Consiste en un flotador de forma esfeacuterica instalado en la base de la misma Que porla accioacuten de la acumulacioacuten de condensado es desplazado hacia arriba hasta llegar aun punto tal que ocasiona la apertura de una vaacutelvula mecaacutenica permitiendo la salida delcondensado al salir cierta cantidad de condensado el flotador se desplaza hacia abajocerrando la vaacutelvula mecaacutenica Este ciclo se produce continuamente

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 15: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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MANTENIMIENTO

Este tipo de vaacutelvula de drenaje automaacutetico es menos susceptible de sufrir problemaspor acumulacioacuten de contaminantes que la vaacutelvula de flotador y como consecuencia elmantenimiento es menos frecuente

32533 Vaacutelvulas de drenaje automaacutetico electroacutenica

Este tipo de vaacutelvulas opera mediante un solenoide la cual es controlada por untemporizador que determina exactamente los intervalos de apertura y la duracioacuten de losmismos

MANTENIMIENTO

Es muy confiable y praacutecticamente libre de mantenimiento

326 Filtros

El propoacutesito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacioacuten Contaminantes tales como aguaaceite polvo partiacuteculas soacutelidas neblinas olores sabores y vapores pueden atacar susistema

MANTENIMIENTO

A continuacioacuten se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses a un filtroPrimero purgar los sedimentos y condensados abriendo convenientemente el grifo de laparte inferior del depoacutesito y luego eliminar la presioacuten de aire en la instalacioacutenDesmoacutentese despueacutes el depoacutesito y el elemento filtrante Liacutempiese el elemento filtrante

con agua jabonosa si es de nylon tela o bronce sinterizado Liacutempiese el vaso de depoacutesitoy los conductos del cuerpo con parafina o con soluciones poco concentradas dedisolvente Se deben inspeccionar las juntas y remplazarse por otras nuevas en caso deque esteacuten malas

3261 Filtros de partiacuteculas

Estos filtros estaacuten disentildeados para retener partiacuteculas soacutelidas interceptando lasmismas mediante un elemento filtrante que puede ser de diversos materiales

Papel rejillas metaacutelicas mallas de nylon espumas etc

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puesto

que se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 16: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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Filtro de Partiacuteculas Filtros Coalescentes Filtros de CarboacutenActivado

Fig 12 Filtros

3262 Filtros coalescentes

El propoacutesito de estos retener lubricantes emulsiones y neblinas mediante elprincipio de coalescencia el cual consiste baacutesicamente en tener una red aleatoria defibras la cual ante el paso de aire produce formacioacuten de gotas alrededor de las fibrascayendo luego estas a un recipiente de acumulacioacuten por efecto de gravedad Comoconsecuencia del disentildeo del filtro pueden retenerse partiacuteculas soacutelidas incluso de menortamantildeo que las retenidas por un filtro de partiacuteculas por esto se recomienda instalarprimero un filtro de partiacuteculas antes que uno coalescente y asiacute evitar que este se sature

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

3263 Filtros de vapores

Son filtros disentildeados para remover olores sabores y vapores orgaacutenicos Su principiode funcionamiento consiste en lechos de carboacuten activado que mediante adsorcionremueven dichos contaminantes

MANTENIMIENTO

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazados perioacutedicamente puestoque se van saturando y ocasionan altas perdidas de presioacuten

327 Secadores

A causa del calor generado durante el proceso de compresioacuten el aire comprimidosale con un grado de saturacioacuten del 100 en la mayoriacutea de los casos al irdisminuyendo la temperatura del aire comprimido durante su permanencia en eltanque y su paso por los diferentes accesorios y tuberiacuteas pierde capacidad deretener vapor de agua lo cual genera inevitablemente condensados (agua enestado liacutequido)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas tales comocorrosioacuten mal funcionamiento de herramientas neumaacuteticas etc

La solucioacuten a este problema son los secadores de los cuales hay de dos clases

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 17: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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Refrigerados

Regenerativos

3271 Refrigerados

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracioacuten tiacutepico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura miacutenima histoacuterica en la redproducieacutendose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centriacutefugo

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de rociacuteo sea mayor o igual a 0 0Cya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tuberiacutea

Fig13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de AireEl aire entra al secador en caso de existir un pre-enfriador y un post-calentadorsufre pre-enfriamiento luego pasa al evaporador donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamientogeneraacutendose una gran cantidad de condensado posteriormente pasa a traveacutes delseparador donde se retira el agua en estado liacutequido Finalmente si hay un pre-enfriador ndash postcalentador pasa por el lado contrario de este ganando temperaturapara asiacute salir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente

Circuito de refrigerante

El refrigerante sale del compresor como un gas a alta presioacuten y alta temperaturaluego pasa al condensador donde es enfriado lo suficiente para que cambie a estadoliquido posteriormente pasa por la vaacutelvula de expansioacuten donde disminuyeradicalmente su presioacuten perdiendo temperatura dicho liquido va entonces alevaporador donde hay un intercambio de calor con el aire retiraacutendose una grancantidad de calor de este el cual es ganado por el refrigerante producieacutendose uncambio de estado de liquido a vapor Finalmente regresa al compresor dando iniciode nuevo al ciclo

PARTES

Refrigerante

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

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Compresor de refrigeracioacuten

Condensador

Vaacutelvula de expansioacuten

Evaporador

Separador Centriacutefugo

Pre-enfriador y post-calentador de aire

Vaacutelvula de expansioacuten termostaacutetica

Vaacutelvula Bypass de gases calientes

Vaacutelvula supercalentadora

Sub-enfriador de liacutequido

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchos elementosen caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones de mantenimientorecomendadas en para cada uno de las partes que conforman este equipo

3272 Regenerativos

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rociacuteo pordebajo de 0 0C Trabajan utilizando materiales desecantes que son aquellos quetienen la propiedad de adsorber agua capacidad que se va perdiendo al irse

saturando de esta pero la cual pueden recuperar regeneraacutendose mediante diversosmeacutetodos los cuales dependen del material desecante empleado los principalesmeacutetodos de regeneracioacuten son

Sin Calor

Atmosfeacuterico

Vaciacuteo

Soplado

Con Calor

Calentadores internos Calentadores Externos

Calor de compresioacuten

MANTENIMIENTO

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando por diversas causas tales como la contaminacioacuten del aceite corrosioacutenquiacutemica erosioacuten ante el paso de aire regeneracioacuten incompleta etc

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

Page 19: 3.2 Distribuci+¦n de aire comprimido

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328 Tanques de almacenamiento

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresioacuten reciprocante

a la vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permitedisminuir parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresioacuten Tambieacutenabsorbe sobrepicos de consumo alto y de corta duracioacuten ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempopermitiendo de esta manera tener no tener un compresor sobredimensionado parasatisfacer las demandas

MANTENIMIENTO

Revisar que la vaacutelvula de seguridad se abra a una presioacuten un 20 mayor que lapresioacuten maacutexima del sistema y que tenga una capacidad de evacuacioacuten mayor a lade los compresores Si no existe debe instalarse una entrada-hombre de inspeccioacuten

un sistema de evacuacioacuten de condensado automaacutetico un bypass paramantenimiento y un manoacutemetro confiable Algunas veces se colocan medidores detemperatura y doble manoacutemetro (de reserva)

El principal aspecto es la seguridad ya que estos elementos son bombas enpotencia Las rutinas de mantenimiento se deben realizar con adecuada periodicidadverificaacutendose el estado de los elementos de seguridad realizaacutendose inclusive ensayosno destructivos tales como ultrasonido y radiografiacuteas para verificar el oacuteptimo estadode los mismos

El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpieza interior en muyescasas ocasiones ademaacutes de la verificacioacuten constante de las purgas

329 Unidades de mantenimiento

Fig14 Unidad de Mantenimiento

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

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Este aditamento estaacute compuesto por un filtro de partiacuteculas de baja eficiencia unregulador con manoacutemetro y un lubricador su funcioacuten principales es la deacondicionar una corriente determinada para su uso en una maquina

El filtro de partiacuteculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo soacutelido el

regulador se encarga de disminuir la presioacuten y el lubricador dosifica una cantidadrequerida en algunas ocasiones por el equipo

MANTENIMIENTO

El mantenimiento de las vaacutelvulas acondicionadoras de presioacuten es de cierta maneramaacutes complejo que el del resto de elementos de la unidad Dicho mantenimiento sebasa en las pruebas de fuga de aire las cuales consisten principalmente ensuministrarle aire a altas presiones al regulador por sus dos entradas Sisuministramos una alta presioacuten soacutelo a la entrada del regulador no debe fluir airehacia la salida Esto se comprueba palpando el ducto de salida con el dedo huacutemedoLa otra prueba que se realiza es calibrando el resorte para una maacutexima presioacuten de

salida y suministraacutendole soacutelo aire a presioacuten por la salida Si esta es inferior a lamaacutexima del resorte no deberiacutea salir aire por el ducto opuesto de la vaacutelvula (laentrada)

Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o maacutes veces por jornada Es por eso que los operarios deben tener a su alcance lubricante suficienteSi hubiera condensados de agua se eliminan por el grifo de purga ya que el aceite esmaacutes ligero y flota sobre ella por lo cual esta operacioacuten deberiacutea hacerse conregularidad ya que si el nivel del agua alcanza el tubo de aspiracioacuten se produciriacutea lapulverizacioacuten del agua hacia la aplicacioacuten En condiciones normales la limpieza oeliminacioacuten de sedimentos cada seis meses suele ser suficiente

3210 Preparacioacuten y tratamiento del aireEn la praacutectica la calidad del aire comprimido desempentildea un papel primordial tantoen algunas aplicaciones de produccioacuten propiamente dicha como por ejemplo elsector de alimentos como en la parte del mantenimiento y conservacioacuten de losequipos y accesorios de la red de aire comprimido

32101 Impurezas

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos

Mientras que la mayor separacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en elseparador despueacutes de la refrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otrostratamientos del aire comprimido se efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Para evitar las impurezas se debe procurar un filtrado correcto del aire aspirado porel compresor la utilizacioacuten de compresores exentos de aceite es una buenaalternativa

MANTENIMIENTO

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en la aspiracioacuten comoen la impulsioacuten (Pre y post filtros)

Los filtros sucios incrementan el consumo energeacutetico y el consumo de aire

32102 Tratamiento de la humedad

Hay que dedicar especial atencioacuten a la humedad que contiene el aire comprimido

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor Lacantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad relativa del aire que-a su vez depende de la temperatura del aire y de las condiciones climatoloacutegicas

La humedad absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire

El grado de saturacioacuten es la cantidad de agua que un m3 de aire puede absorbercomo maacuteximo a la temperatura considerada La humedad es entonces del 100como maacuteximo (temperatura del punto de rociacuteo)

A continuacioacuten el diagrama de la Fig15 se muestra la saturacioacuten del aire en funcioacutende la temperatura

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

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Fig15 Caracteriacutesticas del punto de rociacuteo

MANTENIMIENTO

Comprobar los secadores de aire y controladores El mantenimiento incorrecto deeste sistema implica un incremento del consumo de energiacutea que puede ascenderhasta un 30

Si el aire comprimido contiene humedad habraacute de someterse a un secado el cualpuede ser

321021 Secado por absorcioacuten

El secado por absorcioacuten es un procedimiento puramente quiacutemico El aire comprimidopasa a traveacutes de un lecho de sustancias secantes En cuanto el agua o vapor de aguaentra en contacto con dicha sustancia se combina quiacutemicamente con eacutesta y sedesprende como mezcla de agua y sustancia secante

En el procedimiento de absorcioacuten se distingue

Instalacioacuten simple

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Reducido desgaste mecaacutenico porque el secador no tiene piezas moacuteviles

No necesita aportacioacuten de energiacutea exterior

Fig16 Secado por absorcioacuten

MANTENIMIENTO

La mezcla de agua y sustancia secante tiene que ser eliminada regularmente delabsorbedor Ello se puede realizar manual o automaacuteticamente

Con el tiempo se consume la sustancia secante y debe suplirse en intervalosregulares (2 a 4 veces al antildeo) Al mismo tiempo en el secador por absorcioacuten seseparan vapores y partiacuteculas de aceite No obstante las cantidades de aceite si songrandes influyen en el funcionamiento del secador Por esto conviene montar unfiltro fino delante de eacuteste

321022 Secado por adsorcioacuten

Este principio se basa en un proceso fiacutesico (Adsorber Deposito de sustancias sobrela superficie de cuerpos soacutelidos)

El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas Secompone de casi un 100 de dioacutexido de silicio En general se le da el nombre de Gel

La misioacuten del gel consiste en adsorber el agua y el vapor de agua El aire comprimidohuacutemedo se hace pasar a traveacutes del lecho de gel que fija la humedad

La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada Si estaacutesaturado se regenera de forma simple A traveacutes del secador se sopla aire calienteque absorbe la humedad del material de secado El calor necesario para laregeneracioacuten puede aplicarse por medio de corriente eleacutectrica o tambieacuten con airecomprimido caliente

Disponiendo en paralelo dos secadores se puede emplear uno para el secado delaire mientras el otro se regenera (soplaacutendolo con aire caliente)

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Fig 17 Secado por adsorcioacuten Fig 18 Secadores McaIngersoll-Rand

321023 Secado por enfriamientoLos secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccioacuten de la temperatura del punto de rociacuteo

Se entiende por temperatura del punto de rociacuteo aquella a la que hay que enfriar ungas al objeto de que se condense el vapor de agua contenido El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor deaire-aire ( Fig19)

El aire caliente que entra en el secador se enfriacutea mediante aire seco y friacuteoproveniente del intercambiador de calor (vaporizador)

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor a traveacutes delseparador

Este aire pre-enfriado pasa por el grupo frigoriacutefico (vaporizador) y se enfriacutea maacuteshasta una temperatura de unos 2747 K (17 degC) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino al objeto deeliminar nuevamente partiacuteculas de suciedad

Fig 19 Secado por enfriamiento Fig 20 Secadora Ingersoll-Rand

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica4htm

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3211 Fallas tiacutepicas y recomendaciones

32111 Recomendaciones

Recomendaciones para el disentildeo de una red de aire comprimido Ver Obj

324

En el tendido de las tuberiacuteas debe cuidarse sobre todo de que la tuberiacuteatenga un descenso en el sentido de la corriente del 1 al 2 Asiacute se evita queel agua condensada que posiblemente en encuentre en la tuberiacutea principalllegue a traveacutes de las tomas Para recoger y vaciar el agua condensada sedisponen tuberiacuteas especiales en la parte inferior de la principal

El cuarto de maacutequinas debe tener diferentes elementos aparte del compresor

Las impurezas en forma de partiacuteculas de suciedad u oacutexido residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averiacuteas en las instalacionesneumaacuteticas y a la destruccioacuten de los elementos neumaacuteticos Mientras que la mayorseparacioacuten del agua de condensacioacuten tiene lugar en el separador despueacutes de larefrigeracioacuten la separacioacuten fina el filtrado y otros tratamientos del aire comprimidose efectuacutean en el puesto de aplicacioacuten

Por esta razoacuten se dispone de enfriador secador separador de humedad y filtrosademaacutes de una vaacutelvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presioacuten)para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podriacutea suministrar aire continuo sin necesidad de tanques (Fig21)

Fig21 Elementos del cuarto de maquinas en una red de aire comprimido

Vale la pena anotar que la presioacuten de trabajo necesaria para el sistema deproduccioacuten de la planta es la presioacuten obtenida despueacutes de estos elementos

Se recomienda la utilizacioacuten de tanques de almacenamiento de 1 a 15 ft3 (283a 425 lt) por cada 10 cfm (pie3 x min) = (2831685 ltmin) de capacidad del

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compresor para soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda ylas pulsaciones existentes

A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y esteacuten en los

lugares correctos

liacuteneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos

Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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32112 Fallas tiacutepicas

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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A continuacioacuten se presenta un cuadro de diagnoacutestico para las liacuteneas dedistribucioacuten de aire (Tabla 3)

TIPO DE LIacuteNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIOacuteN

Sistema de liacuteneasriacutegidas

Peso muerto de la tuberiacutea Antildeadir maacutes apoyos

Expansioacuten y contraccioacuten Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos

Presioacuten interna Proveer apoyos adecuados para

prevenir movimiento y flexioacuten

Fugas Todas las juntas de tuberiacuteadeben estar hechas

apropiadamente

Reemplazar vaacutelvulas yaccesorios defectuosos

Si es causado por dantildeos revisarlas condiciones ambientales yproteger zonas vulnerables

Demasiada agua en lastuberiacuteas de lasaplicaciones

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lugares correctos

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Proteger mangueras sujetas adifiacuteciles condiciones

ambientales

Considerar el uso de liacuteneas enespiral que se recogen

automaacuteticamente

Excesiva caiacuteda depresioacuten

Revisa manguera por agujeros

Asegurarse que el tamantildeo de lamanguera sea el adecuado

Tabla 3 Diagnostico de las liacuteneas de distribucioacuten de aire

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

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Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

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Se debe tener en cuenta que la causa maacutes grande de caiacuteda de presioacuten sonfiltros saturados En una liacutenea de distribucioacuten bien disentildeada es aceptable unacaiacuteda del 10 de presioacuten No incrementar el valor de la regulacioacuten de presioacutenpara compensar las peacuterdidas en vez de ello revise las posibles causas del

problema Se recomienda una inspeccioacuten perioacutedica del sistema para que este siempre

activo dando productividad

Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomeacutetrico de la instalacioacutencon dimensiones de tuberiacutea e indicacioacuten de los elementos y accesorios

Disponer de una ficha teacutecnica fiacutesica y digital en donde se registre la fecha derevisioacuten de todos los elementos recomendaciones del fabricante yoinstalador al igual que el registro de los fallos sus causas reparaciones yfechas del suceso

Ubicar llaves de paso en las tuberiacuteas que permitan independizar ramales

No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averiacuteas a vecesimperceptibles

Evitar fugas de aire (5 a 10 ) caiacutedas de presioacuten a lo largo de la instalacioacuten(2 la presioacuten del compresor) y miacutenima cantidad de agua en la red

Nomograma para el dimensionamiento de tuberiacuteas (Con velocidades de caudal

de 8 mtsseg)

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Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de un

compresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanquesEstos tienen como funcioacuten regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresioacuten El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumen de aire en un periodo de tiempo muy corto

Elevar la presioacuten de trabajo para suplir la falta de aire de suministro Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto

Disentildear la tuberiacutea enterrada o subterraacutenea sin que sea un caso especial

No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la caiacuteda de presioacutenFugas pequentildeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no esvisible

Bibliografiacutea

Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 225Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 223Carnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacuteg 224Automatizacioacuten Neumaacutetica ndash SMC LatinaCarnicer E Aire Comprimido Teoriacutea y Caacutelculo de las Instalaciones Ed Gustavo GiliSA Barcelona 1977 paacutegs 240-243

Redes de Aire Comprimido Microautomatizacionhttpwwwmpaesproductosaccesoriosaftercooleraftercohtmhttpwwwhtficomco01html httpwwwhtficomco01htmlhttpwwwhtficomco01html httpwwwfestocomINetDominocoorp_sitesesindex_hqhtm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htmhttpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm httpairircocomesair_treatmentasp httpwwwsapiensitgocomneumaticaneumatica5htm

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