CAPITULO 3 - Tratamiento Del Aire y Filtros

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TRATAMIENTO DE AIRE Profesor: Miguel Villalobos

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TRATAMIENTO DE AIRE

Profesor: Miguel Villalobos

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TRATAMIENTO DEL AIRE COMPRIMIDO

Aire comprimido

Clasificación de la calidad de aire comprimido

Generación de aire comprimido

Preparación de aire comprimido

Equipos

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En neumática la energía es generada por el aire comprimido.

Este se obtiene mediante el uso de compresores para comprimir aire a presión atmosférica desde 1/7 a ½ de su volumen.

La energía liberada cuando la presión es librada puede llevar a cabo varias funciones:

Aire comprimido

Movimientos lineares > Cilindros

Movimientos rotatorios > Actuadores giratorios, motores

Funciones de conmutación > Válvulas

Medio de transporte > Pintado, barnizado, arenando

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Con el propósito de asegurar estas funciones, varios requerimientos se han establecido para el aire comprimido Estos deben tomar en cuenta las características de diseño y las condiciones medio ambientales involucradas:

Aire seco para equipos sensibles.

Aire libre de aceite para el sector de control.

Aire estéril para uso medicinal y alimenticio.

Aire lubricado para actuadores lineales rápidos.

Aire comprimido

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Dependiendo de la localización geográfica y de las condiciones ambientales, el aire contiene mayor o menor proporción de contaminación en forma de polvo, hollín, suciedad, gases, bacterias y humedad, todos ellos concentrados al comprimirse el aire.

Durante el proceso de compresión, partículas metálicas, aceite carbonizado y aerosoles son generados en el compresor.

Durante el transporte de aire en las tuberías es posible que existan partículas de óxidos, costras, residuos de soldadura y sellantes

Aire comprimido

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En los sistemas neumáticos se debe asegurar que las sustancias dañinas sean reducidas al mínimo.

A largo plazo, el desempeño confiable de los equipos depende de la calidad del aire comprimido.

Aire comprimido

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Calidad del aire comprimido

Por conveniencia práctica, se ha adoptado una clasificación en cuanto a la calidad del aire comprimido.

Según ISO y PNEUROP esta clasificación se divide en:

Partículas sólidas.

Contenido de agua.

Contenido de aceite.

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Clase Tamaño de partículas permitidas [micrones]

Concentración máxima de partículas [mg/m3]

1 0.1 0.1

2 1 1

3 5 5

4 50 S/E

Partículas sólidas

Calidad del aire comprimido

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Clase Punto de rocio a presión

1 -20ºC

2 +2ºC

3 +10ºC

Contenido de agua

Calidad del aire comprimido

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Clase Contenido máximo permitido [mg/m3]

1 Aire libre de aceite

2 0.01

3 0.1

4 1.0

5 5

6 25

Contenido de aceite

Calidad del aire comprimido

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Aplicación Partículas sólidas

Contenido de agua

Contenido de aceite

Industria Farmaceútica

1 1 2

Equipo minero 3 2 6

Pintado 2 1 5

Industria alimenticia 3 3 3

Aire de servicio 4 3 6

Herramientas neumáticas

3 3 6

Requerimientos de calidad para aplicaciones típicas

Calidad del aire comprimido

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Generación de aire comprimido

Dos principios son usados para generar aire comprimido:

Principio de desplazamiento El aire es comprimido por pistones reciprocantes, por diafragmas o tornillos.

Principio de flujo El aire es captado y acelerado por un impulsor . La energía de velocidad que

ha sido introducida, es convertida en presión.

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Niveles de presión:

Los elementos neumáticos han sido diseñados para trabajar a presiones máximas de 8 a 10 bar.

Para una operación económica se debe trabajar a 6 bar.

Las pérdidas entre la generación y el punto final debe ser de 0.1 a 0.5 bar.

El compresor debe generar 6.5 a 7 bar

Generación de aire comprimido

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Cuando ocurren fluctuaciones de demanda se debe instalar un pulmón de aire para estabilizar la red y tener un reserva de aire siempre disponible.

Generación de aire comprimido

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La ubicación y el tipo de compresor influye en

gran manera en la cantidad de partículas,

aceite y agua que son introducidas en el

sistema es por esto que el aire comprimido se

debe preparar adecuadamente para prevenir

daños en los equipos conectados a la red.

Una deficiencia en la preparación del aire

comprimido conducirá a:

Preparación de aire comprimido

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Rápido desgaste de los sellos, o-rings y

partes móviles en los cilindros y válvulas.

Válvulas de control con restos de aceite

en el cuerpo.

Silenciadores contaminados.

Alto nivel de condensado en el filtro de

aire y la línea.

Preparación de aire comprimido

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Por qué aire comprimido seco?

El aire contiene una proporción de humedad en forma de vapor de agua. A más alta temperatura mayor la cantidad de vapor de agua que puede contener expresada en % de humedad relativa.

Si se alcanza un 100% de saturación a una determinada temperatura, comienza la precipitación de gotas de agua.

Preparación de aire comprimido

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Ejemplo:

Un compresor de una capacidad de 3000 scfm y 3 turnos, con condiciones de succión de 24ºC y 75 % de humedad relativa, absorve 1 lb de agua por cada 1000 ft3 de aire atmosférico. Genera 540 gal/día de agua. Un post-enfriador a 37.7ºC removerá 63% de la humedad [340 gal] y 200 gal. permaneceran en el sistema. Posteriores enfriamientos en las tuberías generaran mayor condensación.

Preparación de aire comprimido

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Secador frigorífico de

aire El aire pasa por un

intercambiador de calor a

través del cual circula un

refrigerante. Es así que es

posible alcanzar puntos de

rocío entre 2ºC y 5ºC.

Antes de que el aire ingrese a la

red, este es calentado

nuevamente lo que le permite

absorber humedad.

Preparación de aire comprimido

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Eliminación de aceite.

Debido al calor generado por la compresión, el aceite lubricante es

expulsado y carbonizado. Esto conduce a una acción abrasiva

que deteriora las válvulas y cilindros.

El aceite es también depositado en las tuberías y después de un

tiempo este es absorbido por el flujo.

Las tuberías para ser descontaminadas deben ser desmontadas.

Este problema se debe solucionar especificando el filtro de acuerdo

a la clase de calidad de aire segun ISO y PNEUROP.

Preparación de aire comprimido

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FILTROS

Por que se necesita tener aire con tratamiento?

En promedio, un compresor absorbe hasta 190 millones de partículas de suciedad, hidrocarbonos, virus, bacterias por cada metro cubico de aire atmosférico.

El compresor por si solo puede solamente remover una parte de las partículas de suciedad, la mayoría de la polución permanece en el aire comprimido.

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FILTROS

LO ANTERIOR SIGNIFICA QUE PARA LA MAYORIA DE LAS APLICACIONES EL TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO ES NECESARIO O INDISPENSABLE.

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FILTROS

Esquemas de filtrado, considerando:

Para aplicaciones especificas según norma ISO 8573-1

Tratamiento del aire comprimido con secador frigorífico (punto de rocío +3 C)

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FILTROS

Categorías indicadas en el gráfico:

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FILTROS

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FILTROS DE LINEA

Características:

Microfiltro de 1 micra para prefiltrado y protección. Y microfiltro 0.01 micras.

Drenaje automático.

Protección metálica con manómetro diferencial.

Conexiones hasta G1

Eficiencia: 99.9999%

Caudal: 2600 lt/min

Equipos

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FILTRO – REGULADOR DE

PRESION Capacidad: 5 o 40 micras.

Presión constante de trabajo.

Con purga manual y automática.

Equipos

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FILTRO

Capacidad: 5 o 40 micras.

Presión constante de trabajo.

Con purga manual y automática.

Equipos

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REGULADOR DE PRESION

Alto caudal

2 niveles de presión 7 y 12 bar

Manómetro incluido.

Equipos

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LUBRICADOR

PROPORCIONAL

Genera niebla de aceite

lubricante.

Alto caudal.

Relleno de aceite por

alimentación superior.

Equipos

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UNIDAD DE MANTENIMIENTO

Combinación de filtro – regulador y lubricador proporcional.

Equipos

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UNIDAD COMBINADA

Modular.

Amplio rango.

Equipos

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SECADOR A MEMBRANA Datos Técnicos:

Punto de rocío: STD 40°C

ECO 20°C

Caudal (l/min) ECO1 50 STD1

40

ECO2 100 STD2 80

ECO3 200 STD3 160

ECO4 300 STD4

Medidas; G1/8 a G1

Equipos