1. Producción del Aire Comprimido Los sistemas neumáticos consumen aire comprimido el mismo que debe estar disponible en el caudal suficiente y con una presión determinada según el requerimiento del trabajo. Para la generación de aire comprimido se utilizan los compresores, cuya misión consiste en conseguir las condiciones de aire conveniente para el accionamiento de los elementos neumáticos El proceso de transformación está basado en la disminución del volumen específico del aire (compresión) y lo podemos apreciar en la figura. Válvulas para la entrada del aire Aire en la cámara de compresión Válvula de salida del aire comprimido
2. Tipos de Compresores. Los compresores según el tipo de ejecución se pueden clasificar entre compresores de émbolo (de acción positiva o de desplazamiento) y compresores de caudal (rotacionales). Estos dos tipos pueden clasificarse a su vez en varios subgrupos.
7. Filtrado del Aire El aire que ingresa al compresor debe ser filtrado para evitar que las partículas del polvo que se encuentran flotando en el ambiente así como residuos de carbón y otros causen daños a los equipos en los cuales va a ser utilizado el aire comprimido. Tener presente que la concentración de polvo y partículas al ser comprimido el aire aumenta por unidad de volumen.
8. Secado del aire Al igual que el polvo y partículas que se encuentran en la atmósfera también se encuentra la humedad que al comprimir el aire se condensa formando gotas de agua que se van depositando en el fondo del compresor el mismo que es necesario drenar periódicamente, pero, algunas gotas de agua se mezclan con el aire comprimido que sale del compresor hacia su utilización, humedad que es muy perjudicial por lo que es aconsejado secar el aire comprimido antes de su utilización. Existen varios métodos de secado del aire comprimido los mismos que vamos a indicar a continuación.
9. Secado por absorción El secado por absorción es un procedimiento puramente químico. El aire comprimido pasa a través de un lecho de sustancias secantes. En cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto con dicha sustancia, se combina químicamente con ésta y se desprende como mezcla de agua y sustancia secante.
10. Secado por adsorción Este principio se basa en un proceso físico. El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas. Se compone de casi un 100 % dióxido de silicio, en general se le da el nombre de GEL; este gel tiene como misión absorber el agua y el vapor de agua cuando el aire comprimido pasa a través de él. La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada (se satura), pudiendo ser este regenerado.
11. Secado por enfriamiento Este tipo de secado se basa en el principio de la reducción de la temperatura del punto de rocío. El aire comprimido a secar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor aire-aire (aire frió y seco proveniente del vaporizador). Este aire preenfriado pasa por el grupo frigorífico (vaporizador) y se enfría mas hasta una temperatura de 1,7 ºC. En éstos procesos se deben eliminar el agua y aceite condensados. El secado por frío es el método más económico para secar aire comprimido.
12. Enfriado del aire Por efecto de la compresión del aire se desarrolla calor que debe ser evacuado. De acuerdo con la cantidad de calor que se desarrolle, se seleccionara el sistema de refrigeración mas adecuado. En compresores pequeños, las aletas de refrigeración colocadas en la polea que lo acciona será la encargada de refrigerar al aire que atraviesa por un serpentín colocado junto a ellas. Los compresores mayores van dotados de ventiladores adicionales que evacuan el calor. Cuando se trata de una estación de compresión de mas de 30 Kw. de potencia, no basta la refrigeración por aire. Entonces los compresores van equipados con un sistema de refrigeración por circulación de agua en circuito cerrado o abierto. Una buena refrigeración prolonga la duración del compresor y proporciona aire más frió y en mejores condiciones.
13. Ubicación del sistema de Compresión. El sistema de compresión debe mantener el espacio libre y suficiente que permita una libre circulación de aire y el espacio suficiente para poder realizar un mantenimiento adecuado y/o reparación. Debe eliminarse cualquier posibilidad de recirculación de aire caliente. Un punto muy importante es no instalar el equipo junto a fuentes de calor como calderos. Motores diesel o frente a líneas de descarga de aire o vapor caliente ya que estos ocasionan la elevación de la temperatura de trabajo. Para evitar que el compresor trabaje sobre temperaturas recomendadas es necesario tener una ventilación adecuada. Este es un factor muy importante, ya que permitirá que los componentes móviles como son los rodamientos no fallen prematuramente, las empaquetaduras y sellos no pierdan cualidades y los diafragmas no se deformen excesivamente. Deberá tomarse las medidas correctivas necesarias si la diferencia de temperaturas entre la sala del sistema de compresión y el medio ambiente externo es mayor a 15 ºC. Una alternativa es la ventilación forzada.
14. Recomendaciones para la toma de aire. La admisión para el compresor en el cuarto de máquinas es muy común en instalaciones pequeñas. No es la mejor, porque el aire suele estar caliente junto al compresor.
15. Recomendaciones para la toma de aire. El sótano no ayuda mucho a la admisión, porque el aire suele estar tan caliente como en el cuarto de maquinas, en especial junto al entrepiso. El aire del sótano está húmedo.
16. Recomendaciones para la toma de aire. La entrada exterior suele ser mejor porque el aire frío ocupa menos volumen y el compresor comprime mayor cantidad de aire con menor potencia. Además trabaja más frío.
17. Instalación de tubos de Admisión. Los tubos de descarga y admisión nunca deben estar en el mismo conducto. Se eleva la temperatura en la admisión. Luego, hay una pérdida de alrededor del 1% por cada 3 ºC de aumento en la admisión.
18. Instalación de tubos de Admisión. Hay que soportar los tubos de entrada de aire en los compresores grandes. En otra forma, el peso está contra el cilindro, se desalinea el compresor y necesita reparaciones costosas.
19. Instalación de tubos de Admisión. El diámetro de los tubos debe aumentar 1 cm. por cada metro de tubo. El tubo debe ser del mismo tamaño o mayor que la entrada al compresor.
20. Consejos Para Tomas Exteriores. El filtro de admisión en el exterior se protege contra la lluvia con una cubierta y contra los sólidos con una malla. Esto evita que los papeles y otros cuerpos obstruyan el filtro de admisión.
21. Consejos Para Tomas Exteriores. La admisión exterior cerca de los tubos de drenaje o escape es mala. El tubo de admisión succiona los vapores. Es mejor colocar la entrada donde sólo haya aire limpio y seco.
22. Consejos Para Tomas Exteriores. Si se va a poner la admisión en el exterior buscar un lado en donde el edificio o un techo hagan sombra.
23. Acumulador. En las instalaciones centralizadas, el gasto de aire comprimido se realiza en varios puntos y, por lo general, de formas intermitente y no uniforme. Sucede que en un determinado momento se solicite una gran cantidad de aire comprimido a la presión normal de distribución. Naturalmente sería necesario poner en marchas el compresor y esperar a que la red de distribución esté completamente a presión. Para evitar este inconveniente se instala un acumulador a la salida del compresor.
24. Acumulador. Los acumuladores presentan algunas ventajas como las siguientes: Reducen los efectos de las pulsaciones en los compresores de émbolos, con lo que se regulariza el trabajo de máquinas accionadas con aire comprimido. Siendo la capacidad adecuada, atiende con rapidez a las demandas extraordinarias de aire que suelen hacerse momentáneamente. Proporcionan al aire comprimido la oportunidad de tranquilizarse para que el agua, polvo y aceite puedan separarse. Gracias a la gran superficie del acumulador el aire se refrigera antes de que pase a las tuberías, condensándose en ellas la mayor parte de la humedad. Permite que los motores de arrastre de los compresores trabajen en forma intermitente, ahorrando por tanto energía y alargando sus horas de funcionamiento.
25. Distribución del Aire Comprimido. La distribución del aire comprimido desde el equipo productor hasta el consumidor no debe descuidarse nunca Como resultado de la racionalización y automatización, las empresas precisan continuamente una mayor cantidad de aire. Cada máquina y mecanismo necesita una determinada cantidad de aire, siendo abastecido por un compresor, a través de una red de tuberías. El diámetro de las tuberías debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, las pérdidas de presión entre el acumulador y el consumidor no sobrepasen 10 kpa (1 bar). En la planificación de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliación de la demanda de aire, por cuyo motivo deberán dimensionarse generosamente las tuberías.
26. Dimensionado de las Tuberías. Las tuberías de aire comprimido pueden tener desde algunos mm. de diámetro interior hasta varios cm. pudiendo ser de goma, plástico, nylon o metal. La selección del diámetro interior de la tubería no deberá elegirse conforme a otros tubos existentes, ni con regla empírica existente, sino en conformidad con: El caudal La longitud de las tuberías La pérdida admisible de presión La presión de trabajo La cantidad de estrangulamientos en la red En la práctica se utilizan los valores reunidos con la experiencia. El siguiente monograma ayuda a encontrar el diámetro de la tubería de formas rápida y sencilla.
