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Tcnica de aire comprimidoFundamentos y consejos prcticos

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Estimada lectora, estimado lector:

Hace ms de dos mil aos, el famoso fi lsofo Scrates ya afi rmaba: "Solo existe un bien para el hombre: el saber, y solo un mal: la ignorancia".

Esta frase de Scrates, uno de los padres espirituales de occidente, tiene ms de 2000 aos, pero hoy es ms cier-ta que nunca, ya que nada parece ser ms constante que el cambio. La multiplicacin de los cambios y el aumento de su velocidad gracias a los avances tecnolgicos y a la globalizacin econmica exigen nuevas respuestas y estrategias de solucin.

Esas exigencias deben reconocerse y aprovecharse como oportunidades para conseguir un mayor xito en el futuro. El aumento de la conexin a las redes y de su comple-jidad hace que el conocimiento sea una de las materias primas ms importantes del futuro; una materia prima que crece exponencialmente, de modo que solo ser accesi-ble y til si cada uno de nosotros asume que necesita una formacin y un reciclaje personal constante.

En el campo de la tcnica del aire comprimido, por ejem-plo, hace mucho tiempo que no es sufi ciente con saber cmo se fabrican, instalan y ponen en funcionamiento compresores de alto rendimiento.

Para utilizar el aire comprimido como un medio energtico efi ciente, es necesario considerar la estacin de com-presores en su conjunto para comprender las distintas correlaciones e interacciones dentro de ella, as como su conexin con el resto del sistema de produccin industrial.

Por eso, KAESER KOMPRESSOREN respalda la forma-cin de sus clientes. Para hacerlo, utiliza distintas vas. Expertos de KAESER califi cados y con experiencia se trasladan durante todo el ao y a todos los continentes con el fi n de compartir sus conocimientos sobre la produc-cin y el uso efi ciente del aire comprimido en congresos, conferencias y seminarios. A esto hay que aadir las publicaciones en distintos medios especializados.

En la publicacin siguiente le ofrecemos un resumen del conocimiento de estos grandes expertos. Se trata de una introduccin a la tcnica del aire comprimido con una base cientfi ca slida pero de fcil lectura que contiene adems valiosos consejos prcticos para los usuarios de los equipos neumticos y del aire comprimido. Al leerlo, se dar cuenta de que con frecuencia hasta las modifi -caciones pequeas de un sistema de aire comprimido pueden permitirle mejorar notablemente la efi ciencia y la disponibilidad del aire comprimido.

ndice Introduccin

Conceptos fundamentales de la produccin de aire comprimido .......................................................

Tratamiento econmico del aire comprimido ......................................................................................

Por qu es necesario secar el aire comprimido? ..............................................................................

Evacuacin correcta del condensado ................................................................................................

Tratamiento econmico y seguro del condensado .............................................................................

Regulacin efi caz de los compresores ...............................................................................................

Coordinacin ptima de compresores para ahorrar energa ...............................................................

Ahorro de energa gracias a la recuperacin del calor ........................................................................

Nueva planifi cacin de la red de aire comprimido ...............................................................................

Limpieza de la red de aire comprimido ................................................................................................

Anlisis de la demanda de aire (ADA) clculo de la situacin real ...................................................

Clculo de la solucin ms econmica ................................................................................................

Ventilacin efi ciente de la estacin de aire comprimido ......................................................................

Cmo mantener a largo plazo la confi abilidad y la optimizacin de los costos .............................

4

6

8

10

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34

Ahorro gracias a la presin ptima .......................................................................................................

Presin correcta en la conexin de aire comprimido ............................................................................

Distribucin efi ciente del aire comprimido .............................................................................................

Tuberas de la estacin de aire comprimido ........................................................................................

Emplazamiento correcto de los compresores ......................................................................................

Ventilacin de la sala de compresores (entrada de aire) .....................................................................

Ventilacin de la sala de compresores (salida de aire) ........................................................................

Nociones bsicas

Consejos prcticos

Anexo

40

42

44

46

48

49

50

50

52

Captulo 1

Captulo 2

Captulo 3

Captulo 4

Captulo 5

Captulo 6

Captulo 7

Captulo 8

Captulo 9

Captulo 10

Captulo 11

Captulo 12

Captulo 13

Captulo 14

Consejo 1

Consejo 2

Consejo 3

Consejo 4

Consejo 5

Consejo 6

Consejo 7

Anexo 1

Anexo 2

Nomograma Clculo del dimetro interior de las tuberas ...............................................................

Ejemplos de cuestionarios para el Kaeser Energy Saving System ....................................................

Thomas Kaeser Tina-Maria Vlantoussi-Kaeser

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V2 x P2 x T1V1 =

[p1 (pD x Frel)] x T2

100

95

90

85

80

75

70

65

0,75 1,1 1,5 2,5 3 4 5,5 7,5 11 15 18,5 20 30 37 45 55 75 90 110

132

200

375

IE 3IE 2IE 1

Potencia elctrica consumida

Pspec = caudal

G

r

a

d

o

r

e

n

d

i

m

.

m

n

.

(

%

)

Clases de rendimiento acorde a IEC 60034-30:2008

Potencia nominal (kW)

Con el aire comprimido pasa igual que con tantas otras cosas: Los detalles son muy importantes, y las pequeas cosas pueden tener con-secuencias graves, tanto positivas como negativas. Y no todo es lo que parece a primera vista. Si se pro-duce en condiciones desfavorables, el aire comprimido puede resultar caro, pero si se genera correcta-mente puede ser muy econmico. En este primer captulo aclararemos el signifi cado de cuatro conceptos relacionados con el aire comprimido e intentaremos llamar su atencin sobre algunos puntos que deben tenerse en cuenta.

1. Caudal El caudal es la cantidad de aire a presin atmosfrica que un com-presor comprime y suministra a la red de aire comprimido. Las normas DIN 1945, parte 1, anexo F e ISO 1217, anexo C determinan la medi-cin correcta del caudal. Para medir el caudal, se procede como se indica en la fi gura 1: Primero se miden la temperatura, la presin atmosfrica y la humedad del aire a la entrada de la unidad. A continuacin se mide la presin mxima de servicio, la tempe-ratura del aire comprimido y el volumen del aire comprimido a la salida del compresor. Finalmente, se recalcula el V2 en la salida de aire comprimido con ayuda de la ecuacin de gas (ver

frmula) teniendo en cuenta las condi-ciones de aspiracin del aire. El resultado de este clculo ser el caudal del compresor. No debe con-fundirse con el caudal del bloque compresor.

Atencin:La norma DIN 1945 y la ISO 1217 solamente se refi eren a los caudales de los bloques.

2. Potencia suministrada por el motorPor tal se entiende la potencia que el motor de accionamiento del com-presor transmite mecnicamente al rbol de accionamiento. La potencia ptima es aquella con la que se con-sigue el mejor rendimiento elctrico del motor sin sobrecargarlo y con la que se alcanza el factor de rendimiento cos . Este valor cambia en todo el rango de potencia entregada. La potencia nominal puede consultarse en la placa de datos del motor elctrico. Atencin! Si la potencia suminis-trada por el motor difi ere mucho de la potencia nominal, el compresor estar desperdiciando demasiada energa y se ver sometido a un des-gaste excesivo.

3. Potencia elctrica consumida El consumo elctrico es la potencia que el motor de accionamiento del com-presor absorbe de la red con una carga mecnica concreta del eje del motor (potencia suministrada por el motor). La potencia absorbida por el motor es igual a la potencia suministrada al eje ms las prdidas internas del motor. Se trata de prdidas elctricas y mec-nicas que se producen en los cojinetes del motor y por su ventilacin. El con-sumo ideal de potencia en el punto nominal puede calcularse con la fr-mula siguiente:

Un, ln, y cos n estn indicados en la placa de identifi cacin del motor elctrico.

4. Potencia especfi caLa potencia especfi ca se defi ne como la relacin entre la potencia elctrica consumida y el caudal suministrado a una presin de servicio determinada (fi gura 2). La potencia elctrica con-sumida por un compresor es la suma de las potencias elctricas consu-midas por todos los accionamientos del compresor, como el motor principal, el motor del ventilador, el motor de la bomba de aceite, la calefaccin auxi-liar, entre otros. Si se necesita la potencia especfi ca para realizar clculos de rentabilidad, sta deber referirse al compresor completo, a la presin de servicio mxima. Se dividir el consumo total de electricidad a presin mxima entre el caudal a presin mxima:

5. IE la nueva frmula para un accionamiento con menos consumo

En 1997 empezaba en los EE.UU. la clasifi cacin de los motores asn-cronos trifsicos con la Energy Policy Act (EPACT). Ms tarde se inici una clasifi cacin de efi ciencia tambin en Europa. Desde 2010 est vigente el estndar IEC internacional para motores elctricos. Las clasifi caciones y los supuestos legales han propiciado una mejora notable de la efi ciencia energtica de los motores elctricos incluidos en las clases Premium. Los motores de efi ciencia mejorada ofrecen las siguientes ventajas:

a) Bajas temperaturas de servicioLas prdidas internas de rendimiento del motor provocadas por calentamiento o por rozamientos pueden ascender hasta un 20 % en motores pequeos, y entre un 4 % y un 5 % en motores a partir de 160 kW. Los motores IE3/IE4 presentan un calentamiento mucho menor y, por tanto, menos prdidas tr-micas (fi gura 3): Un motor convencional registra un calentamiento de aprox. 80 K y con-serva una reserva trmica de 20 K funcionando a carga normal con res-pecto a un aislamiento F, mientras que un motor IE slo se calienta aprox. 65 K en las mismas condiciones, man-teniendo una reserva de 40 K.

b) Mayor duracinTemperatura ms baja de servicio supone una carga trmica menor del motor, de los cojinetes y de la caja de bornes. Como consecuencia, se alarga el tiempo de servicio del motor.

c) Un 6 % ms de aire comprimido con menos consumo de energaMenos prdidas de calor signifi can tam-bin un ahorro de energa. KAESER ha ajustado los compresores perfec-tamente a las posibilidades de los motores IE, consiguiendo una mejora de un 6 % en los caudales y de un 5 % en las potencias especfi cas. El resul-

Conceptos fundamentales de la produccin de aire comprimidoCaptulo 1

Figura 1: Medicin del caudal segn la ISO 1217, anexo C (DIN 1945, anexo F)

Figura 2: Estructura bsica de un compresor de tornillo, clculo de la potencia especfica

Figura 3: El estndar IEC la nueva clasificacin de eficiencia para motores elctricos. Los motores IE3 son obligatorios en la UE desde el 1 de enero de 2015. Entretanto se ha creado una clase de eficiencia an ms avanzada, la IE4 .

Aire de aspiracin

Potencia elctrica consumida

Motor del ventilador

P = Un x ln x 3 x cos n

Volumen de salida V2

Temp. de salida T2

Presin de salida p2

Presin de vapor pp

Temperatura de aspiracin T1

Presin de

aspiracin p1

Humedad de aspiracin Hrel

Salida de aire comprimido (caudal)

Prdidas internas del motor, incluidas en el rendimiento del motor

tado es una mejora del rendimiento, periodos de marcha de los compre-sores ms cortos y menor consumo por metro cbico de aire comprimido suministrado.

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DHS

DHS

1

2

3

1

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1

2

4

4

5

6

X

4

4

4

4

4

4

4

4

7

7-X

7-X

X

1

1

1

1

1

2

2

3

3

4

4

X

Polvo Agua Aceite

Aire estril y tcnica de salasblancas, industrias lctea y cervecera

Produccin de alimentos

Aire de transporte muy limpio, plantas qumicas

Industria farmacutica

Telares, laboratorios fotogrficos

Aspersin de pintura, revestimiento electrosttico

Embalado, aire de control y de instrumentos

Aire de produccin en general, chorro de arena con exigencias de calidad

Chorro de granalla

Chorro de granalla sin exigencias de calidad

Aire de transporte para sistemas de aguas residuales

Sin exigencias de calidad

Elija el grado de tratamiento que se ajuste a sus necesidades:Tratamiento de aire con secador refrigerativo (punto de roco +3 C(+37.4 F))

Para redes sin proteccin anticongelante: Tratamiento de aire comprimido con secador desecante (punto de roco -70 C (-94 F)

Ejemplos de uso: Clases de tratamiento de acuerdo a la norma ISO 8573-1 (2010)

Partculas / polvo

ClaseNo. mx. de partculas por m3 (35.31 cf)

Tamao de partculas en m *

0,1 d 0,5 0,5 d 1,0 1,0 d 5,0

0 Por ejemplo, como aire esteril y para salas blancas; consulte a KAESER

1 20.000 400 102 400.000 6.000 1003 no defi nido 90.000 1.0004 no defi nido no defi nido 10.0005 no defi nido no defi nido 100.000

Clase Concentracion de partculas Cp en mg/m3 (mg/35.31 cf)

6 0 < Cp 57 5 < Cp 10X Cp > 10

Agua

Clase Punto de roco de presin

0 Por ejemplo, como aire esteril y para salas blancas; consulte a KAESER

1 70 C(-94 F)2 40 C(-40 F)3 20 C(-4 F)4 + 3 C(+38 F)5 + 7 C(+45 F)6 + 10 C(+50 F)

Clase Remanente de agua lquida CW en g/m (g/35.31cf) *

7 CW 0,58 0,5 < CW 59 5 < CW 10X CW > 10

Aceite

Clase Remanente de aceite total (lquido, aerosol + gas) [mg/m(mg/35.31cf)]*

0 Por ejemplo, como aire esteril y para salas blancas; consulte a KAESER

1 0,012 0,13 1,04 5,0X > 5,0

Explicaciones

KAT Torre adsorb. carbn activadoKCF Filtro de condensadosKAD Secador desecanteDHS Sistema de mantenimiento de la presinDLB Tanque almacenamiento de aireECD ECO DRAINKFS Prefi ltroKPF Posfi ltroKOR / KOX Microfi ltroKOX+KVF Filtro combinadoKVF Filtro de carbn activadoT Secador refrigerativoTHNF Prefi ltro de alta contaminacinKLS Separador centrfugo

Clases de calidad de aire comprimido de acuerdo a la norma ISO 8573-1(2010):

*) En condiciones de referencia: 20 C (68 F), 1 bar(abs)(14.5 psia), 0% de humedad relativa

compresores de tornillo KAESER

otros compresores

DHS

DHS

DHS

DHS

DHS

DHS

KOR KPF KAT KOX

KOX

KOX + KVF

KOX

KOR

KPF

KFS

THNFCompresorECDT*

1

2

3

1

2

3

1-3

1-3

1-3

1-3

1-3

1-3

1

2

Polvo Agua Aceite

Aire estril y tcnica de salas blancas, industrias lctea, farmacutica y cervecera

Fabricacin de chips, industria ptica y produccin de alimentos

Aspersin de pintura

Aire de proceso, industria farmacutica

Laboratorios fotogrficos

Aire de transporte muy seco, aspersin de pintura, controladores de presin de alta precisin

DHS KOR

KOX

KOX

KVF KPF

KPF KAT

* Los secadores refrigerativos Dual Control y Demand Manager pueden llevar opcionalmente microfiltros KOR.

** Los secadores desecantes regenerados por calor tambin requieren un posenfriador.

DHS

DHS

DHS

KAD** KOR ECD Compresor THNF

KCF

KOX

KCF

DLB

DLB

Instalacin para demanda de aire altamente fluctuante

DLBFiltracinopcional KAD** KOR KLS

Instalacin para demanda de aire altamente fluctuante

DLBFiltracinopcional T* KLS

DHS

DHS

1

1

1

1

Tratamiento econmico del aire comprimidoCaptulo 2

Ante la pregunta de cul es el mejor compresor para producir aire com-primido libre de aceite hay una cosa que est clara independiente-mente de lo que digan los distintos fabricantes: Es posible producir aire comprimido libre de aceite y de alta calidad tanto con compresores enfriados con aceite como con aquellos que no lo usan. Por tanto, el punto decisivo al elegir el sistema no es otro que la economa.

1. 1. Qu signifi ca aire comprimido "libre de aceite"?De acuerdo con la ISO 8573-1, el aire comprimido slo podr califi carse como libre de aceite si su contenido residual (incluyendo el vapor de aceite) es infe-rior a 0,01 mg/m. Estamos hablando de cuatro centsimas partes del contenido normal en el aire de la atmsfera. Esta cantidad es tan nfi ma, que apenas se puede medir. Y qu decir de la calidad del aire de aspiracin?

Naturalmente, depender de las con-diciones ambientales. El nivel de hidrocarburos puede alcanzar entre 4 y 14 mg/m en zonas normales, debido simplemente a las emisiones de la industria y del trfi co. En zonas indus-triales, donde se utiliza aceite como medio de lubricacin, de enfriamiento y de procesos, el contenido de aceite mineral puede superar los10 mg/m. Tambin se pueden encontrar otros elementos contaminantes, como hidro-carburos, dixido de azufre, holln, metales y polvo.

2. 2. Por qu tratar el aire comprimido?Todos los compresores, sin importar el tipo, funcionan como una aspiradora gigante y aspiran impurezas que luego comprimen junto al aire y que llegarn a la red de aire comprimido si no se lleva a cabo el tratamiento correspondiente.a) Compresores "libres de aceite"

Este punto es importante, sobre todo, para los compresores que funcionan sin aceite. Debido a la contaminacin de la que hemos hablado, no es posible que un compresor equipado tan slo con un fi ltro de polvo de 3 micrones suministre aire comprimido libre de aceite. Los compresores libres de aceite no llevan ms que este fi ltro de polvo como com-ponente de tratamiento.

b) Compresores enfriados por fl uido o aceiteEn estas mquinas, las sustancias agresivas son neutralizadas por el fl uido (aceite) refrigerante, que arrastra adems las partculas slidas conte-nidas en el aire comprimido.

3. Sin tratamiento es imposible defi nir la calidad del aire comprimidoA pesar de que con este sistema se produce un aire comprimido de mayor pureza, tampoco se puede prescindir del tratamiento en este caso. En las condiciones habituales de aspiracin, es imposible lograr un aire compri-mido que responda a las exigencias de calidad que defi ne la ISO 8573-1 para la califi cacin de aire "libre de aceite" simplemente con la compresin libre de aceite o con aceite debido a todas las impurezas que suelen encontrarse en el aire. La economa en la produccin del aire comprimido depende de los campos de presin y de caudal, y stos dependen a su vez del tipo de compresor uti-lizado. La base de todo tratamiento debe ser un secado sufi ciente del aire comprimido. El secado con un secador refrigerativo es casi siempre el sistema ms econmico (ver tambin captulo 3, pg. 9).

4. Tratamiento con el sistema de aire puro KAESERLos compresores de tornillo modernos enfriados por fl uido ofrecen aprox. un 10 % ms de rendimiento que los com-

presores sin aceite. El sistema de aire puro KAESER para este tipo de compre-sores permite ahorrar hasta un 30 % en los costos de produccin de aire com-primido sin aceite. El contenido residual de aceite que se alcanza gracias a este sistema es de tan slo 0,003 mg/m, muy por debajo del valor exigido por la norma ISO para la calidad clase 1 (respecto al aceite residual). Este sis-tema incluye todos los componentes de tratamiento necesarios para conseguir la calidad exigida para el aire compri-mido. Dependiendo de la aplicacin, se utilizarn secadores refrigerativos o de adsorcin (ver tambin captulo 3, pg. 9) y distintas combinaciones de fi ltros. Gracias a este tratamiento, es posible producir un aire comprimido seco, libre de partculas e incluso tcni-camente libre de aceite o estril acorde a la norma ISO y sus clases de calidad de aire comprimido (fi gura 1).

Figura 1: El esquema descriptivo superior se incluye actualmente en todos los catlogos de compresores de tornillo KAESER. Basndose en l, es posible elegir la combinacin correcta de equipos para cada caso.

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Procedimiento de secado

Punto de roco

C

Potencia especfi ca tpica

consumida kW / m/min **)

Secador refrigerativo + 3 0,1

HYBRITEC + 3 / 40 *) 400,20,3

Secador de adsorcin regenerado en

caliente 40 0,5 0,6

Secador de adsorcin regenerado en fro

20 70 1,4 1,6

Figura 2: Segn el nivel de pureza requerido se aplican diferentes procedimientos de secado

Por qu es necesario secar el aire comprimido?Captulo 3

Los problemas fl otan en el aire, nunca mejor dicho: Cuando el aire se enfra, como sucede despus de la compre-sin, el vapor de agua se condensa. Esa es la razn por la cual un com-presor con un caudal de 5 m/min (ref. a +20 C de temperatura ambiente, un 70 % de humedad relativa y 1 barabs) "produce" en cada turno de ocho horas unos 30 litros de agua. Este condensado debe eliminarse del sistema para prevenir averas y daos. El secado econmico y eco-lgico del aire comprimido es una parte esencial de su tratamiento.

1. Un ejemplo prcticoSi un compresor de tornillo enfriado por aceite aspira 10 m de aire direc-tamente de la atmsfera a 20 C y con una humedad relativa del 60 %, ese aire contendr aprox. 100 g de vapor de agua. Si el aire se comprime con una relacin 1:10 a una presin absoluta de 10 bar, obtendremos 1 metro cbico de servicio. Pero si la temperatura alcanza los 80 C despus de la compresin, el contenido de agua del aire podr llegar a los 290 g por metro cbico. Como tan slo hay aprox. 100 g, el aire tendr una humedad relativa del 35 % ms o menos, o sea, que estar bastante seco, por lo que no podr formarse condensado. En el enfriador fi nal del compresor la temperatura del aire comprimido vuelve

a descender, de 80 a 30 C aproxima-damente. A esa temperatura, un metro cbico de aire no puede retener ms de 30 g de agua, por lo que los 70 g restantes se condensan y pueden separarse. En una jornada de trabajo de 8 horas se pueden formar unos 35 l de condensado. Otros 6 litros diarios se separan en el secador refri-gerativo conectado a continuacin. En estos secadores, el aire comprimido se enfra primero a +3 C, y luego se reca-lienta hasta la temperatura ambiente. Esto signifi ca un dfi cit de humedad de un 20 % aprox. y, en consecuencia, un aire comprimido de mejor calidad, ms seco (fi gura 1).

2. La humedad del aireEl aire que nos rodea siempre con-tiene una cantidad mayor o menor de humedad, es decir, de agua. Esta humedad depende de la temperatura de cada momento. Por ejemplo, un aire saturado de vapor de agua al 100 % a una temperatura de +25 C puede contener casi 23 g de agua por metro cbico.

3. Formacin de condensadoEl condensado se forma cuando se reducen el volumen del aire y su tem-peratura al mismo tiempo, ya que estos dos fenmenos reducen la capacidad de saturacin del aire. Justamente eso es lo que sucede en el bloque com-

presor y en el enfriador fi nal de un compresor.

4. Algunos conceptos bsicos explicados brevementea) Humedad absoluta Entendemos por humedad absoluta la cantidad de vapor de agua contenida en el aire expresada en g/m.

b) Humedad relativa (Hrel)La humedad relativa indica el grado de saturacin del aire, es decir, la relacin entre su contenido real de agua y el punto de saturacin real (100 % Hrel). Esta humedad depende de la tempera-tura de cada momento: El aire caliente puede contener una cantidad de vapor de agua mayor que el aire fro.

c) Punto de roco atmosfricoEl punto de roco atmosfrico es la temperatura a la cual el aire alcanza el grado de saturacin del 100 % (Hrel) a presin atmosfrica (condiciones ambientales).

d) Punto de roco a presinPor punto de roco de presin enten-demos la temperatura a la que el aire comprimido alcanza su punto de saturacin (100 % Hrel) a su presin absoluta. Refi rindonos al ejemplo descrito arriba: El aire, a una presin de 10 bar(a), tendr a un punto de roco a presin de +3 C una humedad abso-

luta de 6 g por metro cbico de servicio. Si liberamos uno de los metros cbicos de servicio del ejemplo, comprimidos a 10 bar(a), hasta alcanzar la presin atmosfrica, su volumen se multipli-car por diez. Los 6 g de vapor de agua no varan, pero se reparten en ese volumen mayor. Cada metro cbico liberado contendra, por tanto, 0,6 g de agua. Esta humedad se correspon-dera con un punto de roco atmosfrico de 24C.

5. Secado econmico y ecolgico del aire comprimido con secador refrigerativo o de adsorcin?Las nuevas regulaciones referidas a agentes refrigerantes no convierten los secadores de adsorcin en una alterna-tiva real a los secadores refrigerativos, ni desde el punto de vista econmico ni desde el ecolgico. Los secadores refrigerativos solamente consumen un 3 % de la energa que necesita el compresor para producir el aire com-primido, mientras que los secadores

de adsorcin consumen entre un 10 y un 25 % o incluso ms. Por eso, ser preferible optar por un secador refrige-rativo siempre que sea posible. El uso de secadores de adsorcin solo es recomendable si se requiere aire comprimido extraordinariamente seco,

con puntos de roco de hasta 20, 40 -70 C (fi gura 2). Con frecuencia, los sistemas de aire comprimido sufren fuertes oscilaciones de consumo a lo largo del da. A lo largo del ao tam-bin se producen variaciones, que van acompaadas, adems, de grandes cambios de temperatura. Por eso, los secadores de aire comprimido debern dimensionarse contando con las peores condiciones imaginables: la presin ms baja, el consumo mximo de aire comprimido, as como las tem-peraturas ms altas ambientales y de entrada del aire comprimido. Antes, los secadores funcionaban en servicio continuo, pero esto supona un gran despilfarro de energa, sobre todo en las fases de carga parcial. Los secadores de aire comprimido modernos adaptan su consumo a las variaciones de la demanda gracias a la regulacin por parada diferida, mante-niendo constante la alta calidad del aire comprimido (fi gura 3). De esta forma es posible ahorrar hasta un 50 % de energa de media anual.

El uso de una tcnica de alta efi ciencia energtica es importante sobre todo para alcanzar puntos de roco por debajo de cero grados centgrados, ya que los secadores de adsorcin que se usan para ello suelen consumir mucha energa. El sistema HYBRITEC combina efi cien-temente dos procedimientos de secado para reducir notablemente el consumo de energa: Est formado por un secador refrigerativo y un secador de adsorcin. El aire comprimido pasa primero por el secador refrigerativo, del que sale con un punto de roco de +3C. Tras este secado previo, el secador de adsorcin lo deja con un punto de roco -40 C, para lo cual consume conside-rablemente menos energa.

Secador refrigerativo

48 l 35 l 6 lFigura 1: En la produccin, almacenaje y tratamiento del aire comprimido se forma condensado (datos referidos a 10 m/min, 10 barabs, 8 h, 60% Hrel y 20 C)

Figura 3: Potenciales de ahorro de energa de secadores refrigerativos con regulacin por parada diferida

Pausa de medioda

Consumo de aire comprimido

C

o

n

s

u

m

o

d

e

a

i

r

e

c

o

m

p

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g

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hora

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t

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a

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u

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a

m

b

i

e

n

t

ePotencial adicional de ahorro energtico (con un dimensionado adecuado a tempe-raturas veraniegas, de 40 C, por ejemplo)

El potencial de ahorro energtico de SECOTEC:

Por debajo de la lnea azul: Consumo de aire comprimido

Por encima de la lnea azul: Potencial de ahorro energtico

6 - 14 14 - 22 22 - 6

Consumo energtico en el transcurso de un da, representado esquemticamente

Turno de maana

Turno de tarde

Turno de noche

Potencial de ahorro energtico

43

40C

35C

30C

25C

100 %

90 %

80 %

70 %

60 %

50 %

40 %

30 %

20 %

10 %

0 %

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1110

Aire comprimido

Conexin de tubera de compensacin

Vlvula manual

EntradaCabezal principal de aire comprimido, con pendiente (2%)

Cuello de cisne

Conexin del compresor

Trampas para condensado en el cabezal principal de aire comprimido

Hacia la red de aire comprimido

Dren de condensado

Cabezal de condensados

Evacuacin correcta del condensadoCaptulo 4

El condensado es un subproducto inevitable del aire comprimido. Un compresor de 30 kW con un caudal de 5 m/min puede producir aprox. 20 litros de condensado por turno en condiciones normales de servicio. Este condensado debe eliminarse del sistema para evitar averas y daos por corrosin.

En este captulo encontrar infor-macin sobre cmo evacuar correctamente el condensado al menor costo posible.

1. Evacuacin de condensadosEn todos los sistemas de aire compri-mido se forma condensado en puntos concretos y con diferentes sustancias contaminantes (fi gura 1). Por esta razn, es imprescindible contar con un sistema confi able de evacuacin del condensado. Su buen o mal funciona-miento tendr una repercusin notable en la calidad del aire comprimido, en la seguridad de servicio y en la economa del sistema de aire comprimido.

a) Puntos de coleccin y evacuacinSe empieza a colectar y evacuar mediante elementos mecnicos insta-lados en el sistema de aire comprimido. Gracias a estos elementos se elimina ya un 70-80 % del condensado total, siempre que los compresores cuenten con un buen sistema de enfriamiento fi nal.

Separador centrfugo:Se trata de un separador mecnico que elimina el condensado de la corriente de aire sirvindose de la fuerza cen-trfuga (fi gura 2). Para garantizar un funcionamiento ptimo, convendr que cada compresor tenga su propio sepa-rador centrfugo.

Enfriador intermedio:En los compresores de dos etapas

tambin se recoge condensado en los separadores de los enfriadores intermedios.

Depsito de aire comprimido: Aparte de su funcin principal como almacenador de aire comprimido, el depsito tambin ayuda a separar el condensado por medio de la fuerza de gravedad (fi gura 1). Con las dimensiones correctas (caudal del compresor/min : 3 = tamao del dep-sito en m), ser tan efi caz como el separador centrfugo. A diferencia del separador centrfugo, puede instalarse en la conduccin principal del sistema de aire compri-mido, siempre que su entrada de aire se encuentre en la parte inferior y la salida en la superior. Adems, el dep-sito enfra el aire comprimido gracias a su gran superfi cie de derivacin tr-mica, lo cual favorece la separacin del condensado.

"Trampas" de agua en la conduccin de aire comprimido:Para evitar un fl ujo incontrolado del condensado en la red, ser conve-niente que todos los puntos de entrada y salida del sector hmedo se conecten desde arriba o lateralmente. Las salidas controladas de condensado hacia abajo, las llamadas "trampas" de

agua, permiten evacuar el condensado de la red principal. A una velocidad de fl ujo de 2 a 3 m/s y con el diseo correcto, las trampas de agua pueden separar de la corriente el condensado con la misma efectividad que los dep-sitos de aire comprimido (fi gura 1).

b) Secador de aire comprimidoAparte de los puntos de acumulacin y evacuacin de condensado ya nom-brados, existen otros en el campo del secado.

Secador refrigerativo:Es posible separar condensado en el secador refrigerativo gracias al enfria-miento del aire, que hace que el vapor de agua se condense y se precipite.

Secador de adsorcin:Gracias al notable enfriamiento que experimenta el aire comprimido en la red, es mucho el condensado que se se separa ya en el prefi ltro del secador de adsorcin. Luego, en el interior del secador de adsorcin, el agua solo se encuentra en forma de vapor debido a las condiciones de presin parcial.

c) Evacuacin descentralizadaSi el sistema no cuenta con un secado centralizado del aire, el condensado se precipitar en grandes cantidades en los separadores instalados poco antes de los puntos de consumo, que suponen un gran trabajo de mantenimiento

2. Sistemas de evacuacin Actualmente se utilizan sobre todo tres sistemas:

a) Drenes por fl otadorLos drenes con fl otador son quiz el sistema de evacuacin ms veterano y se cre para sustituir a la evacuacin manual, poco econmica y segura. Pero este sistema (fi gura 4) pronto

empez a mostrar puntos dbiles debido a las impurezas contenidas en el aire comprimido, que provocaban averas con frecuencia y hacan preciso un mantenimiento intensivo.

b) Vlvula solenoideLas vlvulas solenoides con tempori-zador son un sistema ms seguro que los drenes con fl otador, pero deben lim-piarse con frecuencia. Adems, si los tiempos de apertura de la vlvula estn mal ajustados, se producirn prdidas de presin, lo cual signifi car un mayor consumo energtico.

c) Drenes de condensados controlados segn el nivel En la actualidad se utilizan principal-mente drenes con control inteligente del nivel (fi gura 5). Un dren electrnico sustituye el fl otador, que tantas averas sufra: Y con esto se evitan muchas averas por suciedad o por desgaste mecnico. Tambin se evitan las prdidas de pre-sin tpicas del sistema con fl otador gracias a un clculo y un ajuste exacto de los tiempos de apertura de las vl-vulas. La supervisin automtica y la posibilidad de transmisin de seales son otras dos ventajas de este sistema.

Figura 3: Trampa de condensado con dren en la parte hmeda de un sistema de aire comprimido

Figura 2: Separador centrfugo con dren de condensados

Figura 4: Dren con flotador para el condensado del aire comprimido

Figura 5: Dren de condensado con regulacin electrnica segn el nivel (modelo ECO-DRAIN)

KCF

Eco-Drain

Hacia la red de aire comprimido

Figura 1: En todos los sistemas de aire comprimido se forma condensado en puntos concretos

d) Instalacin correctaDebe instalarse siempre una conduc-cin corta con llave de bola entre el separador y el dren de condensados (fi guras 2 y 3). Esta llave permitir cerrar el paso del condensado cuando haya que rea-lizar trabajos de mantenimiento en el dren sin impedir que la estacin de aire comprimido siga funcionando con normalidad.

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Tratamiento econmico y seguro del condensadoCaptulo 5

El condensado que se forma durante la produccin de aire comprimido es mucho ms que vapor de agua condensado. Los compresores fun- cionan como una aspiradora gigante: Con el aire atmosfrico aspiran tam-bin impurezas, que pasan a formar parte del condensado de manera concentrada.

1. Por qu es necesario tratar el condensado?Los usuarios cuyo condensado llegue a la conductoizacin sin tratar se arriesgan a pagar multas elevadas, ya que, el condensado resultante de com-primir aire es una mezcla no exenta de peligro. El condensado puede con-tener, adems de partculas de polvo, dixido de azufre, cobre, plomo, hierro y otras sustancias debido a la contami-nacin del aire que aspira el compresor. En Mxico, la Ley sobre el Rgimen Hidrulico es determinante para la eli-minacin del condensado. Esta ley prescribe que las aguas que contengan contaminantes debern tratarse con apego "a las reglas tcnicas recono-cidas". Esto afecta a cualquier tipo de condensado, tambin al que producen los compresores libres de aceite.Existen lmites legales para todas las sustancias dainas y sus valores pH. En Mxico varan segn el estado federal y la rama de la industria de la que se trate. En el caso de los hidro-carburos, por ejemplo, el valor lmite es de 20 mg/l; el pH admisible del conden-sado oscila entre 6 y 9.

2. Naturaleza del condensado (fi gura 1) a) DispersinEl condensado del aire comprimido puede presentar naturalezas dife-rentes. Generalmente, las dispersiones se forman en compresores de tornillo enfriados con aceites sintticos como "Sigma Fluid S460". Normalmente,

este condensado presenta un pH de entre 6 y 9, de manera que puede con-siderarse neutro. Las impurezas del ambiente se depositan en una capa de aceite que fl ota sobre el agua y es fcil de separar.

b) EmulsinUna seal que nos indica pticamente la presencia de una emulsin es un lquido lechoso que no llega a sepa-rarse en capas diferentes ni siquiera transcurridos algunos das. Este tipo de condensado se da con frecuencia en los compresores de pistn, de tornillo y de paletas rotativas que funcionan con aceites convencionales. Y tambin en estos casos se pueden encontrar sus-tancias dainas en el aceite. Al tratarse de mezclas estables, en el caso de las emulsiones no se pueden separar aceite y agua ni las impu-rezas aspiradas, como son el polvo o los metales pesados, por medio de la gravedad. Si los aceites que las forman contienen ster, el condensado ser adems agresivo y habr que neutra-lizarlo. El tratamiento de este tipo de condensados solamente puede reali-zarse con un separador de emulsiones.

3. Eliminacin por tercerosNaturalmente, tambin es posible colectar todo el condensado y entre-garlo a una empresa especializada en su tratamiento. Pero esto puede suponer unos costos de entre 40 y 150 USD/m, dependiendo del tipo de con-densado. Considerando las grandes cantidades de condensado que suelen producirse, la mayora de las veces ser conveniente decidirse por el tra-tamiento en instalaciones propias. Esto supone la ventaja de que solamente queda un 0,25 % del volumen original para su eliminacin, que habr de rea-lizarse respetando el medio ambiente.

4. Procedimientos de tratamientoa) Para dispersionesPara el tratamiento de este tipo de con-densado bastar en la mayora de los casos con un equipo de tres cmaras, formado por dos cmaras de presepa-racin y un fi ltro de carbn activo (fi gura 2). La separacin en s se produce gra-cias a la fuerza de la gravedad. La capa de aceite que fl ota encima del agua en el depsito de separacin se dirige a un depsito colector y se trata como aceite usado. El agua que permanece

en el depsito se fi ltra a continuacin en dos fases y puede eliminarse por la conductoizacin. Realizando esta separacin con ayuda de la fuerza de la gravedad, el usuario ahorra un 95 % con respecto a los costos de entregar el condensado a una empresa externa especializada. Estos equipos estn disponibles actual-mente para caudales de compresores de hasta 105 m/min. Naturalmente, si se necesitan capacidades mayores, siempre es posible conectar varias uni-dades en paralelo.

b) Para emulsionesPara tratar emulsiones estables se utilizan principalmente dos tipos de equipos:Los sistemas de membranas funcionan segn el principio de la ultrafi ltra-cin con el procedimiento cross-fl ow (corrientes cruzadas). El condensado prefi ltrado atraviesa las membranas.

Una parte del lquido las atraviesa y sale del equipo con las caractersticas necesarias para su eliminacin por la conductoizacin. El segundo tipo de equipos funciona con un agente

Figura 1: Todos los compresores aspiran vapor de agua e impurezas junto con el aire atmosfrico. El condensado que se va formando (figura 1,1) debe limpiarse de aceite y otras sustancias contaminantes antes de poder evacuarse por la conductoizacin como agua pura (figura 1, 3).

Figura 2: Sistema de separacin de condensado de aire comprimido por gravedad (esquema de funcionamiento )

Cmara de descompresin

Depsito de preseparacin

Colector extrable

Depsito colector de aceite

Prefi ltro

Cartucho del fi ltro principal

Salida de agua

Salida de agua para el test de turbidez

separador pulverizado. Este material encapsula las partculas de aceite, formando as una especie de copos. Usando fi ltros con la porosidad correcta ser posible eliminar estos copos. El agua sobrante puede eliminarse por la conductoizacin.

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Regulacin efi caz de los compresoresCaptulo 6

El buen ajuste del caudal de los compresores a las oscilaciones del consumo de aire comprimido es lo nico que permite evitar las fases de carga parcial, que consumen mucha energa y resultan muy costosas.Contar con el controlador correcto para el compresor juega un papel fundamental.

Los compresores que funcionan con un grado de carga inferior al 50 % estn derrochando grandes cantidades de energa. Muchos usuarios, sin embargo, no son conscientes de ello porque sus compresores disponen de un contador de horas de servicio, pero

carecen de un contador de horas de servicio en plena carga. La solucin es un sistema de control adaptado a las necesidades: Si se alcanzan niveles de carga de los compresores de un 90 % o ms, ser posible ahorrar ms de un 20 % de energa.

1. Controlador interno a) Regulacin plena carga/marcha en vacoEl motor de la mayor parte de los com-presores es un motor asncrono de corriente trifsica. La frecuencia de con-mutacin de estos motores desciende

conforme aumenta su potencia. Puede suceder que no sea sufi ciente para conectar y desconectar los compre-sores con diferencias de conmutacin pequeas, para adaptar su produccin al consumo real. Con estos ciclos de conexin y desconexin solo se des-cargan las partes del compresor que soportan presin, pero el motor con-tina un tiempo en marcha (fi gura 1). La energa que consume ser energa perdida. Durante la fase de marcha en vaco, el consumo de electricidad del compresor sigue siendo del 20 % del consumo a plena carga.

Los sistemas modernos de regulacin optimizados informticamente, como la regulacin Quadro, con seleccin automtica del modo de servicio ms conveniente (fi gura 2), la regulacin Dynamic, con tiempos de marcha en vaco segn la temperatura del motor (fi gura 3), y la regulacin Vario, con tiempos de marcha en vaco calculados y variables (fi gura 4), ayudan a evitar las costosas fases de marcha en vaco con una proteccin total del motor.

Las regulaciones proporcionales por reduccin no son recomendables, ya que un compresor a un rendimiento del 50 % sigue consumiendo el 90 % de la energa que absorbe al trabajar al 100 %.

b) Convertidor de frecuenciaLos compresores cuya velocidad de giro est controlada por un convertidor de frecuencia (fi gura 5) no presentan un grado de rendimiento constante en todo su campo de regulacin. Por ejemplo, en el campo de regulacin de entre el 30 y el 100 %, dicho grado se reduce del 94 al 86 % en un compresor de 90 kW. Adems, el convertidor pro-duce ciertas prdidas, sumadas a las que puede provocar una razn de ren-dimiento no lineal de los compresores. Los compresores regulados por con-

Figura 1: Regulacin plena carga-marcha en vaco-parada diferida con fases de marcha en vaco fijas, la llamada regulacin Dual

Figura 2: Regulacin intermitente plena carga-marcha en vaco-parada diferida con seleccin automtica del modo de funcionamiento ptimo, la llamada regulacion Quadro

vertidor de frecuencia deben funcionar en un campo de regulacin del 40-70 %: Ah es donde se encuentra la economa ptima. Estos componentes deben estar dimen-sionados para el 100 % de carga. Por tanto, los sistemas con convertidor de frecuencia utilizados incorrectamente pueden resultar unos devoradores de energa sin que el usuario se percate de ello. La regulacin del aire produ-cido por medio de un convertidor de frecuencia no es la panacea para con-seguir el servicio ms econmico del compresor.

2. Clasifi cacin del consumo de aire comprimido Por regla general, es posible clasi-fi car los compresores por funciones, teniendo en cuenta si funcionan como compresor de carga base, carga media, carga variable o compresor standby.

a) Consumo de carga base Entendemos por carga base la can-tidad de aire que necesita el sistema de manera constante.

b) Consumo de carga variable La carga variable es la cantidad de aire comprimido que se necesita en los momentos de picos de consumo. Es variable, ya que la demanda de los dis-tintos consumidores es diferente.

Para responder convenientemente a estas cargas, ser necesario equipar los compresores con distintos controladores. Estos sistemas de control debern ser capaces de mantener la produccin de aire comprimido en caso de que falle un sistema de mando superior.

3. Controlador maestro Los controladores maestros modernos con software basado en la web regulan el funcionamiento ptimo de los com-presores de la estacin y los coordinan

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Presin de regulacin

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1 hora Frecuencia de conmutacin mx. 6X hora

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Figura 5: Regulacin continua del caudal a travs del control de la velocidad de giro del motor (convertidor de frecuencia)

Figura 3: Regulacin Dynamic, basada en la regulacin Dual, con fases de marcha en vaco en funcin de la temperatura del motor

Figura 4: Regulacin Vario con fases de marcha en vaco calculadas variables

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1,6 - 6,3 m/min + 3,9 m/min + 5,7 m/min5,7 m/min standby

Reparticin de la carga acorde a las necesidades

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Regulacin efi caz de los compresoresCaptulo 6

para conseguir la mayor efi ciencia energtica. Adems, tambin registran los datos de rendimiento y de efi ciencia para documentar todo el proceso de produccin del aire comprimido.

a) Reparticin de la carga El splitting (reparticin de la carga) consiste en repartir los compresores de potencias iguales o parecidas o segn su tipo de control para adaptarlos a las cargas base y variable de una empresa (fi gura 6).

b) Funciones de un controlador maestroLa coordinacin del funcionamiento de todos los compresores de una esta-cin es una tarea ardua y difcil. Los controladores maestros deben tener capacidad para conectar compresores de tipos y dimensiones distintas en el momento adecuado y para vigilar los equipos en todos los puntos referentes al mantenimiento tcnico, igualar las

Figura 6: Reparticin de la carga segn demanda entre compresores de distintos tamaos

Figura 7: Las numerosas posibilidades de conexin de un controlador maestro contribuyen a un servicio ms eficiente de la estacin de compresores

horas de funcionamiento de los com-presores y registrar averas con el fi n de minimizar los costos de mantenimiento de la estacin de aire comprimido y mejorar su seguridad de servicio.

c) Seleccin correctaLa seleccin correcta de los compre-sores es condicin indispensable para conseguir que el controlador maestro funcione de manera efi caz, es decir, ahorrando energa. La suma de los cau-dales variable deber ser mayor que el caudal de la siguiente unidad que se conectara en carga base. Si se utiliza un compresor para carga base con convertidor de frecuencia, su campo de regulacin deber ser mayor que el caudal de la unidad que se conec-tara a continuacin. De otra manera no podr garantizarse una produccin econmica de aire comprimido.

d) Transmisin segura de datosOtra condicin importante para el

buen funcionamiento de un contro-lador maestro es la transmisin segura de los datos de servicio. Para ello no bastar con que se transmitan los datos pertinentes dentro de cada uno de los compresores, sino que deber intercambiarse informacin entre las unidades y entre ellas y el controlador maestro. La va de transmisin de las seales necesita igualmente super-visin para que posibles problemas, como por ejemplo la rotura de un cable de conexin, se detecten y se resuelvan de inmediato. Estas vas de transmisin suelen ser las siguientes:1. Contactos libres de potencial2. Seales analgicas 4 20 mA 3. Interfaces electrnicas, por ejemplo RS 232, RS 485, Profi bus DP, ethernet o SIGMA Network.La ms moderna es la tcnica de transmisin SIGMA Network. Gracias a ella es posible transmitir grandes cantidades de datos en poco tiempo y

KAESER Service Center

Telfono

Tableta

Porttil

Desktop

WWW

a grandes distancias. Combinndola con ethernet y con la tcnica telefnica ms moderna se ofrece tambin la posibilidad de conexin a sistemas de supervisin e informticos estandari-zados. Estas caractersticas permiten instalar el sistema de mando en un lugar alejado de la estacin de com-presores propiamente dicho (fi gura 7).

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Cascada Regulacin por banda de presin sin presin nominal

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Demanda

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Coordinacin ptima de compresores para ahorrar energa

Captulo 7

Las estaciones de aire comprimido estn formadas normalmente por varios compresores iguales o de tamaos diferentes. Para controlar todas estas mquinas es preciso contar con un controlador maestro: El objetivo es adaptar la produccin de aire comprimido a las necesi-dades del cliente, alcanzando al mismo tiempo la mxima efi cacia energtica.

La mayora de los sistemas que se denominan controladores de compre-sores son reguladores desde el punto de vista de la tcnica de regulacin. Se dividen en cuatro grupos:

1. Regulacin en cascada Este es el modo clsico de comunicar compresores entre s para su regu-lacin. Con este sistema se asigna a cada compresor un punto inferior y superior de conmutacin. Si son varios los compresores que hay que coor-dinar, el resultado ser un sistema en forma de escalera o de cascada. Si la demanda de aire es baja, se conectar solamente un compresor, y la presin oscilar entre la presin mnima (pmn) y mxima (pmx) de dicho compresor, disminuyendo la presin cuando la

demanda de aire suba y se conecten varios compresores al mismo tiempo (fi gura 1, columna 1).

El resultado no es el idneo, ya que si el consumo de aire es bajo, la presin ser la mxima, lo cual hace aumentar el consumo y las prdidas por fugas; por el contrario, si el consumo es alto, la presin del sistema bajar y se redu-cirn las reservas.Dependiendo de si se usan presos-tatos de membrana, manmetros de contacto o sensores electrnicos para medir la presin, la diferencia de con-mutacin del sistema de regulacin ser muy grande debido a la asignacin especfi ca de los compresores a un campo de presin concreto. Cuantos ms compresores haya en servicio, ms grandes sern los campos de presin totales. La consecuencia es una regulacin inefi caz, con presiones excesivas, fugas y prdidas de energa. Las regulaciones en cascada debern sustituirse por otros sistemas de regu-lacin cuando la estacin tenga ms de dos compresores.

2. Regulacin por banda de presinLa regulacin por banda de presin (fi gura 1, columna 2) ofrece la posi-

bilidad de coordinar el funcionamiento de varios compresores, dentro de un campo de presin concreto. De este modo se puede reducir el campo de presin dentro del cual ha de regularse la estacin completa.

2. a) Sencilla regulacin por banda de presin Sin embargo, las versiones sencillas de la regulacin por banda de pre-sin no son capaces de coordinar el funcionamiento de compresores de dis-tintos tamaos; por tanto no cumplen los requisitos para cubrir las cargas variable de redes de aire comprimido con consumos muy variables. Por eso, este procedimiento debe com-plementarse con un sistema orientado a regular los compresores adecuados en los momentos de cada y de subida de la presin para cubrir la demanda en los picos de carga. Esta caracters-tica de regulacin exige una ampliacin relativamente importante de la banda de presin. (fi gura 2). Adems, igual que pasa en la regulacin en cascada, no tiene en cuenta las reacciones de los compresores ni de la red de aire comprimido, producindose una cada por debajo del punto de presin mnimo posible. Por eso ser necesario man-tener una distancia de seguridad entre la presin mnima exigida y la presin mnima de conmutacin de la regulacin.

2. b) Regulacin por banda de pre-sin orientada a la presin nominalLa regulacin por banda de presin orientada a la presin nominal (fi gura 1, columna 3) supuso un gran avance. Su objetivo es mantener una presin nominal preajustada, ajustando com-presores de diferentes tamaos segn el consumo de aire comprimido. La ventaja fundamental de esta variante de regulacin radica en la posibilidad de reducir notablemente la presin de servicio media del sistema de aire com-

primido, que supone un gran ahorro de energa y costos.

3. Regulacin de la presin requeridaLa regulacin de la presin requerida (fi gura 1, columna 4) es actualmente la mejor desde el punto de vista de la tcnica de regulacin. Con esta moda-lidad ya no se ajusta lmite mnimo ni mximo de presin, sino la presin de servicio mnima posible, que deber mantenerse siempre en el punto de medicin del sensor de presin (fi gura 3). El sistema de regulacin calcula la seleccin y forma de conmutacin ptima de los compresores teniendo en cuenta todas las prdidas posibles debidas a subidas de presin, fases de arranque, reaccin y marcha en vaco, as como por los equipos con velocidad variable. El conocimiento de los tiempos de reaccin permite al sistema evitar que se llegue por debajo de la presin requerida mnima posible (fi gura 4). Este novedoso sistema de la regula-cin adaptiva en 3Dadvance utilizado en el controlador maestro SIGMA AIR MANAGER 2 (SAM 2) permite reducir el consumo de energa con respecto a la regulacin por banda de pre-sin orientada a la presin nominal. Adems impide que se descienda por debajo del nivel de presin prescrito. Lo ms sorprendente es la facilidad con la que el usuario puede regular la presin requerida.

Figura 1: Distintas variantes de regulacin de estaciones de compresores

Figura 2: Se ajusta la presin ptima teniendo en cuenta todas las posibles prdidas de regulacin

Figura 4: El sistema impide que se descienda por debajo de la presin requerida mnima

Figura 3: Con la regulacin de la presin requerida ya no se ajusta lmite mnimo ni mximo de presin

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Evolucin de la presin Vector de media

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Ahorro de energa gracias a la recuperacin del calorCaptulo 8

A la vista del encarecimiento con-tinuo de todas las formas de energa, queda claro que el ahorro energtico no es ya solo una cuestin ecolgica, sino tambin un factor econmico importantsimo. En este sentido, los fabricantes de compresores ofrecen distintas posibilidades, como por ejemplo sistemas para la recupe-racin del calor que generan los compresores de tornillo.

1. Los compresores generan calorEs un hecho que el 100 % de la energa absorbida por un compresor se convierte en calor. El aire se carga en el compresor de un potencial energ-tico a travs de la compresin (fi gura 1). Esa energa es aprovechable por la expansin a presin atmosfrica, enfriamiento y derivacin del calor al ambiente.

2. Posibilidades de la recuperacin del calorLos usuarios que deseen una pro-duccin de aire comprimido an ms econmica pueden elegir una de las variantes siguientes para la recupera-cin del calor:

a) Calefaccin por aire calienteLa opcin ms sencilla consiste en aprovechar directamente el aire caliente que sale del sistema de enfria-miento del compresor para calefaccin, y es factible tanto en mquinas refrien-friadas por aire como por agua. El calor derivado se conduce por un sistema de conductos hasta las estancias que se quiera dotar de calefaccin. Natu-ralmente, este aire caliente puede utilizarse tambin para otros fi nes, como por ejemplo para procesos de secado, cortinas de calefaccin en entradas abiertas de edifi cios o para precalentar aire de combustin. Si no se necesita el calor, una escotilla manual o automtica desviar la trayec-toria del aire caliente hacia el exterior.

en el circuito de fl uido, tanto en com-presores de tornillo enfriados por aire como por agua, es posible producir agua caliente para fi nes diversos. Lo ideal es instalar un intercambiador de calor de placas o uno de seguridad dependiendo de si el agua caliente va a utilizarse para circuitos de calefac-cin, duchas del personal o procesos de limpieza de la produccin. Estos intercambiadores permiten calentar el agua hasta una temperatura mxima de 70 C. El resto de aplicaciones de esta variante de recuperacin del calor se amortizan con compresores a partir de 7,5 kW en un plazo de dos aos. Para ello, sin embargo, la planifi cacin del sistema debe ser correcta.

3. Aspectos de seguridadNormalmente, el sistema primario de enfriamiento del compresor no deber usarse al mismo tiempo como sistema de recuperacin de calor, ya que si se produce una avera en el sistema de recuperacin del calor la ventilacin del compresor tambin dejara de funcionar, y esto supondra la parada de todo el sistema. Por eso es recomendable ins-talar siempre intercambiadores de calor adicionales en el compresor para la recuperacin del calor. De este modo, el compresor podr seguir funcionando con seguridad en caso de una avera: Si el intercambiador de calor del sis-tema de recuperacin del calor dejara de funcionar, el compresor puede pasar a utilizar el sistema de enfriamiento pri-mario por aire o agua. Esto garantiza la seguridad en la produccin de aire comprimido (fi guras 2 y 3).

4. Hasta un 96 % de calor aprovechableLa mayor parte de la energa absorbida por el compresor y aprovechable en forma de calor, el 76 % pasa al medio refrigerante en los compresores con inyeccin de aceite, un 15 % se trans-mite al aire comprimido y hasta un 5 %

son las prdidas de calor del motor elctrico. En el caso de motores encap-sulados enfriados por aire es posible recuperar incluso el calor de estas prdidas por medio de un enfriamiento adecuado. Hasta un 96 % de la energa que consume el compresor puede recuperarse, por tanto, en forma de calor. Solamente el 2 % de la energa se pierde por irradiacin al exterior, y un 2 % permanece en el aire compri-mido (fi gura 1).5. Resultado

Posible ahorro en los costos gracias a la recuperacin del calor Ahorro de energa

gracias a la optimizacin tcnica

Inversin estacin de aire comprimido

Costos de mantenimiento

Costos de energa

Potencial de ahorro de energa

Figura 4: La recuperacin del calor ofrece un importante potencial de ahorro adicional

Un cierre regulado termostticamente permite dosifi car el aire caliente de manera exacta para que la temperatura deseada se mantenga constante. Con esta variante se aprovecha el 96 % de la potencia elctrica absorbida por el compresor de tornillo. Adems, merece la pena incluso en el caso de compre-sores pequeos, ya que un compresor de 7,5 kW produce durante su funcio-namiento calor sufi ciente como para calentar una casa unifamiliar.

b) Calefaccin por aguaInstalando un intercambiador de calor

Aprox. 96 %Rendimiento trmico aprovechable para su recuperacin

Aprox. 15 %Calor recuperable por el enfriamiento del aire comprimido

Aprox. 2 %Calor que conserva el aire comprimido

Aprox. 2 %Derivacin de calor del compresor al ambiente

100 %Potencia elctrica absorbida total

Aprox. 76 %Calor recuperable por el enfriamiento del fluido

Aprox. 5 %Calor derivado por el motor

25 %Calor del ambiente

25 %Potencial de energa delaire compri-mido

Figura 1: Diagrama de flujo del calor

Figura 3: Conexin de compresores a un sistema de recuperacin del calor acorde a las normas

La recuperacin del calor es una opcin atractiva y ecolgica para mejorar el rendimiento energtico de un sistema de aire comprimido y contribuir a la pro-teccin del medio ambiente. El gasto que supone es relativamente pequeo. El alcance de la inversin depende de las condiciones del lugar donde se instale, del campo de aplicacin y del sistema de recuperacin del calor que se elija(fi gura 4).

Intercambiador de calor (interno)

Compresor de tornillo enfriado por aire

Agua caliente

Agua fra

Calefaccin por agua caliente

Ducha

Depsito de agua caliente

Figura 3: Esquema recuperacin del calor

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Planifi cacin de la red de aire comprimido Captulo 9

El aire comprimido solo saldr ren-table si la produccin, el tratamiento y la distribucin estn perfecta-mente ajustados entre s. Para ello son necesarias una planifi cacin e instalacin correctas de la estacin de compresores, as como el dimen-sionado justo y el buen diseo de la red de aire comprimido.

1. Produccin econmica del aire comprimido Teniendo en cuenta todos los gastos de energa, fl uidos, mantenimiento y la depreciacin del compresor, un metro cbico de aire puede costar entre 0.01 y 0.05 dlares americanos, depen-diendo del modelo, la carga y el estado de mantenimiento del compresor. Por esta razn, muchas empresas dan gran importancia a una produccin econmica del aire comprimido. Y este es justamente el motivo por el cual los compresores de tornillo enfriados por aceite tienen xito: Con estas mquinas puede ahorrarse hasta un 20 % de los costos que generaba antes la produc-cin de aire comprimido.

2. El tratamiento del aire comprimido infl uye en la red de aire Sin embargo, al tratamiento del aire se le suele dar una importancia menor. Este hecho es lamentable, ya que los consumidores de aire comprimido y la red de distribucin provocaran menos costos de mantenimiento si el trata-miento del aire fuese correcto. Las tuberas que transportan aire sin secar deben estar fabricadas en materiales resistentes a la corrosin. Recuerde que el uso de tuberas inadecuadas puede empeorar la calidad del aire comprimido conseguida por el sistema de tratamiento de aire.

a) Los secadores refrigerativos reducen la necesidad de mantenimiento Los secadores refrigerativos son ade-

cuados para secar el aire comprimido en un 80 % de los casos. Con ellos se evitan las prdidas de presin pro-vocadas por la instalacin de fi ltros en la red y se consume solamente un 3 % de la energa que el compresor usara para compensar las prdidas de presin causadas por dichos fi l-tros. Adems se ahorra en costos de mantenimiento y reparacin de las con-ducciones y herramientas neumticas una suma hasta 9 veces superior a la que se gasta en los medios necesarios para el enfriamiento.

b) Unidades combinadas para ahorrar espacioPara empresas pequeas y para la produccin descentralizada de aire comprimido existen combinaciones de compresor de tornillo, secador refrige-rativo y depsito de aire comprimido (fi gura 1).

3. Planifi cacin e instalacin de una red de aire comprimido nuevaPrimero habr que decidir si se desea una produccin de aire compri-mido central o descentralizada. Para empresas pequeas y medianas suele

ser recomendable una estacin central, ya que en ellas no se dan los problemas que suelen darse en las grandes redes de aire comprimido, a saber:Un gasto mayor de instalacin, peligro de congelacin en invierno de tuberas sin el aislamiento sufi ciente y de cadas de presin por la gran longitud de las conducciones.

a) Dimensionado correcto de la redAl dimensionar una red de tuberas, siempre se debern realizar los cl-culos pertinentes. La base para dichos clculos ha de ser una reduccin de presin de 1 bar entre el compresor y los consumidores, incluida la diferencia de conmutacin del compresor y del tratamiento estndar del aire (secado). Debe contarse con las siguientes pr-didas de presin (fi gura 2):

Conduccin principal 0,03 barConduccin de distribucin 0,03 barConduccin de conexin 0,04 barSecador 0,20 barUnidad de mantenimiento y manguera 0,50 barTotal mx. 0,80 bar

Esta lista demuestra lo importante que es calcular las prdidas en cada uno de los tramos. A estos efectos deben tenerse en cuenta igualmente ciertos componentes y dispositivos de cierre de la red. Por lo tanto, no bastar con meter en nuestras frmulas o tablas de clculo los metros de conducciones rectas, sino que habr que determinar ms bien la longitud de las mismas teniendo en cuenta su capacidad de fl ujo. Normalmente, al comenzar con la planifi cacin no se sabe con exac-titud cuntos de estos componentes formarn parte de la red. Por eso, para hacer una estimacin de la longitud de las tuberas para nuestros fi nes, habr que multiplicar la longitud de las con-ducciones rectas por el factor 1,6. Su dimetro se puede determinar fcil-

mente basndose en los diagramas habituales de diseo (fi gura 3) o en diagramas de diseo (anexo 1, pg. 54).

Con ayuda de la Toolbox KAESER (www.kaeser.de/online-services/toolbox) es posible realizar el diseo.

b) Ahorro energtico gracias a la disposicin de las tuberas Para ahorrar energa, instalaremos tuberas lo ms rectas posible. Por ejemplo, podemos evitar los codos para

tuberas de metal para soportar las altas temperaturas. Ni siquiera el precio de compra puede erigirse como argumento nico: Las tuberas galva-nizadas, las de cobre, las de aluminio y las de plstico tienen precios simi-lares si se suman los materiales y la instalacin. El precio de las tuberas de acero inoxidable es aproximada-mente un 20 % superior. Sin embargo, existen mtodos de mecanizacin muy efi caces que han conseguido rebajar los precios.Muchos fabricantes ofrecen tablas en las que se detallan las condiciones ptimas para cada material. Conviene pues estudiar dichas tablas antes de tomar cualquier decisin y tener en cuenta la carga que habrn de soportar durante el servicio futuro las tuberas para hacerse una idea de las necesi-dades. Esa ser la nica manera de realizar la eleccin correcta.

d) Importante: elegir la tcnica correcta para la conexin de las tuberasLos tramos de tubera deben soldarse o pegarse o bien atornillarse y pegarse entre s. Aunque esto difi culte su sepa-racin posterior, este tipo de uniones reducirn al mnimo el peligro de fugas.

Figura 2: Partes principales de un sistema de distribucin de aire comprimido: Tubera principal (1), tubera de distribucin (2), tubera de conexin (3), secador (4), Unidad de tratamiento/manguera (5)

1,6 x 103 x V1,85 x Lp x ps

di =5

Figura 1: El moderno equipo compacto AIRCENTER permite producir, tratar y almacenar aire comprimido en poco espacio

esquivar pilares o columnas haciendo pasar la tubera en lnea recta al lado de dichos obstculos. Los cambios de 90 provocan grandes prdidas de presin, por lo que ser recomendable sustituirlas con arcos de un ngulo ms amplio. En lugar de los grifos de cierre habituales, ser conveniente instalar llaves de bola o vlvulas de lengeta con apertura total. En las zonas hmedas de una esta-cin moderna de aire comprimido, las conexiones que partan de la red prin-cipal debern derivarse hacia arriba o lateralmente. La conduccin principal deber tener una inclinacin del 2 por mil, y en su punto ms bajo deber instalarse un accesorio de separacin de condensados. En el sector seco, las conducciones pueden ser horizontales, y las derivaciones pueden dirigirse hacia abajo.

c) Cul es el material ms indicado para las tuberas?Es difcil dar consejos sobre el material del cual han de ser las tuberas. En los compresores debern usarse siempre

Figura 3: Frmula de aproximacin para calcular dimetros de tuberas

d i = dimetro interior de la tubera (m)p s = presin del sistema (absoluta en Pa)

L = longitud equivalente (m)V = flujo (m/s) p = prdida de presin (Pa)

Frmula de aproximacin:

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VK x txVL =

T

t1 t2 t3 t4 t5

T

Correccin de la red de aire comprimidoCaptulo 10

Ao tras ao, miles de dlares se disuelven en el aire, nunca mejor dicho. La razn es que las redes de aire comprimido viejas o mal mantenidas disparan el consumo de energa de los sistemas neum-ticos. Los usuarios que quieran dar solucin a este problema debern ponerse manos a la obra. A conti-nuacin le ofrecemos una serie de consejos para corregir las conduc-ciones de su red de aire comprimido.

1. Requisito bsico: aire comprimido seco Al planifi car una red de aire compri-mido nueva se pueden evitar muchos fallos y, con ellos, problemas futuros. Sin embargo, la correccin de una red ya existente suele presentar ms difi cultades. Se tratar de un caso especialmente complicado si se con-tina alimentando el sistema con aire hmedo. Antes de comenzar con la correccin es imprescinbible que exista una unidad central de secado.

2. Qu hacer en caso de grandes cadas de presin en la red?Si las cadas de presin siguen siendo grandes despus de la instalacin de equipos de tratamiento adecuados el origen del problema pueden ser los depsitos sedimentarios en el interior de las tuberas. Estos depsitos se forman por las impurezas que arrastra el aire compri-mido y que van reduciendo la seccin disponible de la tubera al mnimo.

a) Cambiar o limpiar con aire comprimidoSi los depsitos ya se han endurecido, la mayora de las veces ser necesario cambiar los tramos de tubera afec-tados. Sin embargo, con frecuencia es sufi ciente limpiar las tuberas soplando con aire comprimido y secarlas a conti-nuacin si las impurezas no han llegado a reducir notablemente su seccin.

b) Instalacin de tuberas suplementariasUna buena solucin para tuberas que hayan perdido buena parte de su sec-cin por depsitos consiste en instalar tramos de tubera paralelos conec-tados a la primera. Si el restriccin de las tuberas es extremo, es conveniente instalar un anillo completo suplemen-tario (fi gura 1).Si dimensionamos este segundo anillo correctamente, adems del efecto principal deseado - reduccin de las prdidas de presin, consegui-remos una mejor distribucin del aire comprimido. Otra posibilidad de corregir tuberas anulares consiste en instalar tuberas cruzadas (ilustracin 2).

3. Clculo y eliminacin de fugasLas medidas de correccin solamente alcanzarn resultados ptimos si se eli-minan tambin las fugas de la red de aire.

a) Determinacin de las prdidas totales por fugasAntes de empezar a buscar los puntos no hermticos de las tuberas, habr que determinar el alcance total de las prdidas por fugas. Para ello existe un mtodo relativamente sencillo con ayuda del compresor: Primero habr que desconectar todos los consumi-dores de aire y medir los periodos de conexin del compresor (ilustracin 3).Usaremos los resultados para calcular las fugas segn la frmula siguiente :

Leyenda:

VL = fugas (m/min)VK = fl ujo del compresor (m/min) tx = t1 + t2 + t3 + t4 + t5 Tiempo en que el compresor ha funcionado con carga (min)T = tiempo total (min)

b) Clculo de las fugasen los consumidoresPara calcular las fugas en los consu-midores, primero conectaremos todas las herramientas, mquinas y equipos-neumticos y mediremos la suma de todas las fugas (fi gura 4). Despus, cerraremos las vlvulas de cierre de

Figura 1: Reparacin de una tubera de aire comprimido instalando un segundo anillo de distribucin

Figura 2: Ampliacin de la capacidad de flujo instalando tuberas cruzadas

Figura 4: Medicin de fugas de los consumidores de aire comprimido + red de tuberas

Figura 5: Medicin de las fugas de la red de tuberas

Figura 3: Determinacin de fugas por medicin de los periodos de conexin del compresor con consumidores desconectados

Tiempo (t)

Presin de servicio

las conexiones y mediremos las fugas de la red de tuberas (fi gura 5). La diferencia entre ambas representar la fuga total en consumidores, su gri-fera y conexiones.

4. Dnde suele encontrarse la mayora de las fugas?La experiencia demuestra que aprox. un 70 % de las fugas se dan en los ltimos metros, es decir, en los puntos de toma de la red de aire. Estos puntos de fuga pueden localizarse exactamente con agua jabonosa o aerosoles especiales.Las conducciones principales no suelen presentar grandes fugas a no ser que se trate, por ejemplo, de una red que antes era hmeda y que estaba equi-pada con juntas viejas de camo que se hayan secado por usar la red con

posterioridad para aire seco. Recomen-damos usar ultrasonidos para localizar las fugas en la red principal. Una vez que se han medido y eliminado las fugas y que la seccin de las tuberas se ha adaptado a las necesidades del fl ujo, la red de aire comprimido podr darse por reparada.

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Seguridad local

ADA

KESS

Sistema optimo

CAD

Anlisis de la Demanda de Aire (ADA): Clculo de la situacin real

Captulo 11

Las estaciones de compresores suelen ser sistemas muy complejos que solo funcionarn de manera econmica si esa complejidad se tiene en cuenta en los trabajos de planifi cacin, ampliacin y moder-nizacin. Para este fi n, KAESER ofrece un servicio global, que incluye elementos probados durante aos, como son los componentes de aire comprimido o el asesoramiento y la asistencia al usuario, as como las nuevas posibilidades que ofrece actualmente la informtica aplicada al aire comprimido.

La lista de usuarios de aire comprimido abarca todas las ramas de la industria. Esto supone un autntico reto a la hora de conseguir el uso ms efi caz del aire en cada una de las aplicaciones, con la tcnica de produccin y tratamiento correctas. La estacin debe ser capaz en cada caso de producir aire compri-mido en la cantidad y calidad exactas y a buen precio.

1. El buen asesoramiento es determinante para la economa del sistemaPara responder a todas estas exigen-cias, el sistema de aire comprimido tendr que estar perfectamente adap-

tado al uso, a su lugar de instalacin y a las condiciones ambientales. Debe estar formado por compresores, equipo de tratamiento y conducciones de dimensiones correctas, contar con sis-temas de control efi caces, una tcnica de ventilacin adecuada, un buen sis-tema de tratamiento de condensados y, a ser posible, un sistema de recupera-cin del calor. Esta es precisamente la idea en la que se basa el sistema de ahorro energ-tico KAESER, KESS (Kaeser Energy Saving System). El sistema incluye el anlisis de la demanda de aire, la planifi cacin (fi gura 1), la realizacin del proyecto, la formacin posterior y el servicio al cliente. Los puntos ms importantes son la calidad del asesoramiento y la eleccin correcta de los elementos tcnicos, ya que los mayores potenciales de ahorro se encuentran justamente en el consumo energtico y en el manteni-miento, y no en el precio de adquisicin de los equipos.

2. Anlisis de la Demanda de Aire comprimido El punto de partida del asesoramiento por KESS es el anlisis de la demanda

Figura 2: Cuestionario "Estacin de aire comprimido" para la inclusin de equipos nuevos y viejos (ver tambin anexo, pgina 56 y sig.)

Figura 3: Plano de distribucin de una empresa con sistema de tuberas de aire comprimido

Figura 1: Sistema de anlisis de la demanda de aire comprimido de KAESER Kompressoren

actual y futura de aire. Este anlisis realizado por KAESER, ms cono-cido por sus siglas ADA (Anlisis de la Demanda de Aire), debe concentrarse, segn los casos, en puntos diferentes:

a) Planifi cacin de una estacin de aire comprimido nuevaA la hora de planifi car una estacin nueva de aire comprimido, el futuro usuario deber llenar un formulario especfi co (ilustracin 2). La informa-cin conseguida servir a los expertos de KAESER para calcular la demanda de aire comprimido y determinar el equipo necesario para cubrirla. El for-mulario incluye todos los aspectos importantes para la produccin econ-mica y ecolgica de aire comprimido.

b) Ampliacin y modernizacin Las ampliaciones ofrecen puntos de referencia para conseguir un diseo adaptado a la demanda con los que no se cuenta en un proyecto nuevo. KAESER pone a disposicin del cliente los procedimientos y equipos de medi-cin con los que calcular la demanda exacta de aire en diferentes puntos de la instalacin en momentos dis-tintos. Al hacerlo, ser importante no limitarse a registrar solamente valores medios, sino tambin los mximos y los mnimos (fi gura 8, pg. 29)

c) Control de la efi caciade estaciones ya existentesTambin en el caso de estaciones ya instaladas se recomienda comprobar de vez en cuando, con ayuda de un sistema asistido por computadora, si los compresores soportan la carga correcta, si los sistemas superiores de control siguen estando programados adecuadamente y si las fugas de la instalacin se encuentran dentro de los lmites de tolerancia. ADA debe entrar en accin tambin cuando quieran sustituirse compre-sores viejos por nuevos. De esta forma se pueden corregir las potencias de las unidades en el caso de que no sean correctas, mejorar el comportamiento funcional de los com-presores en la fase de carga parcial y planifi car la integracin de un contro-lador maestro adecuado.

d) Cambio de las condiciones de uso del aire comprimidoSi las condiciones de servicio sufren alguna alteracin ser imprescindible consultar a un especialista, ya que en muchas ocasiones se puede alcanzar un gran ahorro eligiendo la tcnica de tratamiento adecuada o ajustando la presin correctamente.

3. Informacin del usuarioa) Plano de distribucinPara la orientacin general es nece-sario un plano de distribucin de la empresa (fi gura 3). Debe incluir la red general de distribucin de aire compri-mido, las conducciones de enlace y los puntos de alimentacin de la estacin de compresores. Adems, deben indi-carse datos sobre el dimensionado de las tuberas y los materiales, as como sobre los puntos de mayor consumo y las tomas de aire que exigen con-diciones especiales de presin o de calidad.

b) Campos de aplicacin del aire comprimidoDado que el aire comprimido es un

medio muy verstil, sern impres-cindibles datos sobre el campo en el que se va a utilizar: El usuario deber prestar informacin de si el aire habr de utilizarse como aire de control, para recubrimiento de superfi cies, herra-mientas rotatorias, para limpieza, como aire de procesos, entre otras.

c) Compresores instaladosJunto a los modelos y tipos de com-presores, debern indicarse sus datos tcnicos, como son la presin de servicio, el caudal, la potencia que consumen, el tipo de enfriamiento y, en caso de que proceda, el modo de apro-vechamiento del calor generado.

d) Tratamiento del aire comprimidoEn el caso del tratamiento del aire es importante nombrar si este pro-cedimiento tendr lugar de forma centralizada o descentralizada y qu clases de calidad se precisan. Natu-ralmente, vuelven a ser importantes tambin los datos tcnicos de los componentes. Un diagrama de fl ujo puede servir como gua general (fi gura 4, pg. 28).

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29,028,027,026,025,024,023,022,021,020,019,018,017,016,015,014,013,012,011,010,09,08,07,06,05,04,03,02,01,00,0

10

9

b

a

r

m

/

m

i

n

Logger1 K2_B95_10Logger1 Presin_depsito

Logger1 K1_B111_10Logger1 Presin_antes del tratamiento

Logger1 Presin_produccin

Anlisis de la Demanda de Aire (ADA):Clculo de la situacin real

Captulo 11

Figura 5: Muy reveladora: La visita del sistema de aire comprimido

Estacin de aire comprimido

Instalacin de lacado con robot

Figura 4: Dibujo a mano del diagrama de flujo de una estacin de aire comprimido

Figura 6: Unidad de tratamiento con Regulador de presin

Figura 7: Comprobar si hay humedad en la tubera de salida

Figura 8: Esquema de presin y consumo de aire comprimido de una empresa industrial basado en mediciones realizadas con ADA

Condensado

e) Control y supervisin de los equipos La armonizacin de los compresores entre s y su rendimiento conjunto son los puntos que ms infl uyen en la economa de la estacin de compre-sores, por lo que no podr faltar una descripcin del sistema de control y supervisin.

4. Entrevista usuario/especialista en aire comprimidoUna vez recabados todos los datos anteriores, el especialista en aire com-primido deber mantener una entrevista con el usuario para que ste le explique el contenido de toda la documentacin y para hablar sobre los problemas que presente el sistema de aire com-primido actual. Entre ellos pueden encontrarse, por ejemplo, un nivel de presin demasiado bajo o demasiado oscilante, una calidad insufi ciente del aire comprimido, nivel de carga bajo de los compresores o problemas con el sistema de enfriamiento.

5. Visita al sistema de aire comprimidoUna visita a las instalaciones suele aclarar muchas dudas. En este caso se recomienda empezar en la zona

problemtica, es decir, aquella donde se puedan dar, por ejemplo, grandes prdidas de presin o una mala calidad del aire (ilustracin 5). La experiencia demuestra que suele ser en los puntos de consumo.

a) Mangueras de conexin, regula-dores de presin, separadores de aguaSuelen ser las mangueras de cone-xin de los consumidores las que presentan ms fugas. Por est razn,

convendr comprobar que se encuen-tran en buen estado y que no pierden aire. Si dispone de reguladores de pre-sin, deber comprobarse tambin su ajuste (presin de entrada y de salida) en condiciones de carga (fi gura 6). Igualmente, deber comprobarse que los separadores de agua instalados delante de los reguladores de presin estn libres de impurezas. Lo mismo se har con las conduc-ciones de salida bajantes en vertical (fi gura 7).

b) Dispositivos de cierre El estado de las conducciones que salen de la red principal infl uye tam-bin notablemente en la efi cacia del sistema. Los dispositivos de cierre constituyen en este caso un elemento de peso. Convendr saber si se trata de llaves de bola de apertura total, que facilitan el fl ujo, vlvulas de cierre u otro