2. El aire que sale de un
compresor está sucio,
caliente, húmedo y general-
mente se encuentra a una
presión mayor de la
requerida por el equipo que
se encuentra aguas abajo.
Un compresor típico de
50 dm3/seg (100 scfm)
impulsará a la instalación,
durante un período de un
año, 4 500 litros de agua y
8 litros de aceite degradado
del compresor, junto con
considerables cantidades de
partículas de suciedad.
Antes de que este aire
pueda ser utilizado, necesi-
tará ser tratado para
eliminar los contaminantes,
la presión deberá reducirse
hasta el nivel adecuado, y en
muchos casos se le deberá
añadir aceite para lubricar
el equipo aguas abajo.
Figura 1.
Instalación de aire comprimido en la que
aparecen varias aplicaciones de Tratamiento del
aire. Ver detalles en páginas 4 y 5.
2
3. APLICACIONES
4~5
EXTRACCION DE
CONTAMINANTES
6 ~ 10
CONTROL DE PRESION
11 ~ 13
LUBRICACION
14 ~ 15
PROTECCION DE LOS
SISTEMAS, DEL PERSONAL
Y DEL ENTORNO
16 ~ 17
OTROS PRODUCTOS PARA
SISTEMAS SEGUROS
18
TRATAMIENTO DEL AIRE
NORGREN: VISION GENERAL
DEL PRODUCTO
19 ~ 21
GLOSARIO
22
TABLAS DE REFERENCIA
23
3
4. A menudo se piensa APLICACIONES Circuitos neumáticos generales:
equivocadamente que el ej: válvulas y cilindros de control direccional,
La siguiente sección muestra varios sistemas en circuitos multi-válvula, limpieza de
aire comprimido es una típicos genéricos y el equipo que se utiliza máquinas, motores neumáticos y herramientas
fuente económica, o incluso normalmente para la aplicación. Debe de alta velocidad.
sin ningún coste de energía. recordarse que cada sistema deberá ser tratado
en función de sus características, y separando Se requerirá un lubricador Micro-Fog
De hecho, puede llegar a ser los diferentes elementos para asegurar que se para las diferentes direcciones del caudal,
10 veces más caro que la consigue una instalación y unos costes de asegurándose una lubricación completa.
electricidad si se tienen en funcionamiento y mantenimiento óptimos. (Figura 2)
cuenta todos los costes de Las aplicaciones que aparecen a continuación Figura 2.
generación, transmisión, son ramas típicas tomadas de un gran sistema
tratamiento e instalación. de distribución con válvulas aisladas situadas
frente a todas las ramas para permitir el
Una buena preparación del aislamiento de la red pudiendo entonces
aire debe considerar por realizar el mantenimiento sin necesidad del
tanto el consumo de energía cierre completo de la planta.
del sistema y el equipo nece- Para un asesoramiento experto del equipo
sario para el tratamiento del adecuado para su aplicación, no duden en
aire. contactar con su Centro de Ventas Norgren más Válvula de corte, filtro/reg, lubricador Micro-
próximo. Fog, válvula de arranque progresivo/descarga ,
El proceso de la válvula de seguridad.
preparación del aire ha sido Aplicaciones simples múltiples:
el alma del negocio de ej: Maquinaria de equipo original
Norgren durante 70 años.
El propósito de este manual Es frecuente el caso de que en máquinas
es el de ofrecer unas direc- relativamente sencillas, se requiera aire
trices acerca de la manera lubricado para circircuitos neumáticos y
válvulas, y aire libre de aceite para cojinetes
más correcta, económica y neumáticos. Para mantener los costes al
segura de llevar a cabo el mínimo no es recomendable utilizar dos líneas
tratamiento del aire separadas, la disposición típica a partir de una
sola línea de suministro de aire sólo puede
comprimido en aplicaciones conseguirse como se muestra.
industriales. En él sólo Otros elementos tales como presostatos y
podemos ofrecer un breve válvulas de retención se encuentran disponibles
en sistemas modulares. (Figura 3).
resumen de la amplia expe-
riencia que Norgren posee Figura 3.
como líder mundial en
tecnología FRL. Para un
asesoramiento más detal-
lado, no duden en contactar
con su Centro de Ventas
Norgren más próximo.
Válvula de corte, filtro/regulador, filtro de
eliminación de aceite, toma intermedia,
lubricador Micro-Fog.
4
5. Aire para respiración: Lubricación para grandes cargas de trabajo: Lubricación por inyección directa:
ej: mascarillas y capuchas, agitación del aire. ej: grandes cilindros con desplazamiento lento. ej: cadenas transportadoras.
La aplicación típica asume que las En tales aplicaciones se requieren grandes La aplicación no permite la lubricación
entradas de aire son de una calidad razonable, cantidades de lubricante para una lubricación tipo ‘fog’ debido al entorno ambiental y a la
sin contaminación de C0 o C02. En algunos efectiva. De nuevo se muestra una válvula de ausencia de una cámara de lubricación.
casos puede considerarse la eliminación del arranque progresivo/descarga, pero su (Figura 8)
vapor de agua. (Figura 4) utilización dependerá de la aplicación.
(Figura 6).
Figura 4. Figura 6. Figura 8.
Válvula de corte, filtro de aplicación general, Válvula de corte, filtro/reg, lubricador Oil-Fog, Válvula de corte, filtro/reg + lubricador por
filtro Ultraire, regulador. válvula de arranque progresivo/descarga, inyección directa.
válvula de seguridad.
Aplicaciones libres de aceite: Control de Presiones Críticas (Instrumentación): Procesos continuos:
por ejemplo, pintura por pulverización, provi- ej: regulación de precisión, sistemas fluídicos, Ej: fábricas de papel, plantas químicas...
siones, procesado de películas, polvos. manómetros, control de proceso.
Otra faceta del Olympian Plus de Norgren es la
Estas aplicaciones no deben tener condensados Se muestra una disposición típica, en la que se capacidad de desarrollar sistemas dúplex. Esto
de agua en el sistema aguas abajo. En muchas necesita eliminar los aerosoles de aceite que es muy importante en el caso de sistemas que
instalaciones esto requerirá secado de aire. El pueden impedir una respuesta rápida de los nunca pueden detenerse, como en plantas de
medio secante (para secadores desecantes o dispositivos aguas abajo. En función de la procesos continuos. Se unen conjuntamente
delicuescentes) necesitará protección frente al calidad del aire, el secado puede no ser dos equipos idénticos de aire, uno de los
aceite para permitir un trabajo eficiente y el necesario. (Figura 7) cuales puede encontrarse aislado (y sometido a
sistema aguas abajo también necesitará ser mantenimiento) mientras que el otro equipo
protegido de estas partículas. Una disposición está en funcionamiento. (Figura 9).
típica podría ser la de la figura 5, en algunos
casos vale la pena tener en cuenta también un
filtro de eliminación de vapor de aceite.
Figura 5. Figura 7. Figura 9.
Válvula de corte, filtro de aplicación general, Válvula de corte, filtro standard, filtro de Sistema Dúplex: válvula de corte, filtro/reg,
filtro de eliminación de aceite, secador, filtro de eliminación de aceite, secador, filtro de lubricador, toma intermedia, filtro de elimi-
eliminación de aceite, regulador, válvula de eliminación de aceite, regulador de precisión. nación de aceite y válvula de corte x2 con
seguridad. conectores de bloque colector.
5
6. EXTRACCION DE gravedad y el caudal de aire transporten el agua VAPOR DE AGUA
CONTAMINANTES hacia circuitos de desagüe situados en los
puntos adecuados. Deberán evitarse los bucles Un filtro del tamaño adecuado para
El aire producido por un compresor en descenso, en caso de existir se debe colocar una línea de aire comprimido, con un buen
está húmedo, caliente y sucio. El primer paso un circuito de desagüe en el bucle en diseño y situado en el lugar correcto eliminará
para una buena preparación del aire es el de descenso. Con la excepción de los circuitos de el agua líquida de forma eficaz, pero no
filtrar todos estos contaminantes. Esta sección desagüe, todos los puntos de suministro de reducirá el contenido de vapor de agua en el
considera la eliminación del agua en estado aire de los conductos de distribución deberán aire. Un mayor enfriamiento del aire puede dar
líquido, del vapor de agua, de las partículas salir de la parte superior del conducto para como resultado una mayor condensación del
sólidas y finalmente del aceite. impedir que el agua entre en las líneas de agua. Si es esencial una eliminación completa
conexión. Véase la figura 1 para la típica de la contaminación del agua, entonces el
AGUA disposición correcta de conducciones. contenido de vapor de agua en el aire debe
Tal como se ha mencionado anterior- reducirse de forma que el Punto de Rocío del
En los sistemas de aire comprimido, el mente, la extracción más eficiente del agua aire sea menor que cualquier temperatura a la
vapor de agua existe como contaminante, tendrá lugar a altas presiones, de forma que que el aire del sistema pueda quedar expuesto.
originándose en la salida del compresor en deberá evitarse cualquier elemento que Una vez que toda el agua líquida ha
forma de vapor, aunque, a medida que el aire se produzca una caída de presión dentro del sido eliminada del aire comprimido, en
enfría, existirá tanto en forma líquida como de sistema de distribución. Esto significará condiciones normales el aire se encontrará
vapor. también una pérdida de energía para el sistema, completamente saturado con vapor de agua.
La cantidad de vapor de agua que e incrementará el coste de la generación de aire Las condiciones particulares de temperatura y
puede existir en un determinado volumen de comprimido. Las zonas a evitar en este caso presión a las que el aire comprimido se
aire comprimido es directamente proporcional a serán vías complejas de circulación con encuentra en ese momento se conocen como
la temperatura del aire e inversamente propor- excesivas curvas y conducciones dimension-
cional a la presión. adas inadecuadamente. Ver los Datos de Figura 10
Así, la cantidad de agua será mayor en Referencia en la página 19 para pérdidas por INSTALACION DE COMPRESOR TIPICA
cuanto menor sea la temperatura y mayor sea la fricción en los conductos y para los caudales
presión, siendo pues en estas condiciones recomendados en los mismos.
cuando la eliminación de agua en el aire será La extracción del agua puede
más eficaz. conseguirse mediante circuitos de purga por
Con el fin de alcanzar este estado, un condensado: válvulas de purga automática y
elemento esencial de cualquier sistema que filtros. Estos dispositivos deberán colocarse en
siga al compresor será un refrigerador posterior posiciones en las que el agua líquida se
eficiente, con la suficiente capacidad como para encuentre presente en cantidades lo suficiente-
reducir la temperatura del aire a una diferencia mente grandes como para ser eliminada.
no mayor de 8°C respecto a la temperatura del (Véase figura 3). Dada la posibilidad de que el
agua que entra en el refrigerador posterior. enfriamiento se produzca durante el paso del
El aire saliente deberá ser entonces aire a través de los conductos de distribución y
conducido hasta un depósito de capacidad ramificaciones, es preferible instalar pequeños
adecuada, situado en el emplazamiento más frío filtros individuales tan cerca como sea posible
posible, no debiéndose colocar de ninguna del punto final de utilización del aire, en lugar
manera dentro del mismo emplazamiento que de dejar la misión a un único filtro contiguo al
el compresor. Esto permitirá enfriar más el aire, receptor de aire. Un punto a recordar es que Figura 11.
produciéndose por tanto una mayor conden- dado que la mayor parte del agua aparecerá a CIRCUITO DE PURGA POR CONDENSADO
sación. las presiones más altas, deberán emplazarse
Generalmente, la capacidad del siempre los filtros aguas arriba de cualquier
depósito es aproximadamente 30 veces mayor válvula reductora de presión.
que el suministro nominal de aire libre del Los filtros que tienen la capacidad de
compresor cuando trabaja en la zona de los 7 eliminar el agua han sido diseñados para una
bar, típica para la mayoría de los suministros de eliminación eficiente de la misma y para
aire industriales. Véase la figura 10 como producir una muy baja caída de presión de
ejemplo de una instalación típica de compresor. acuerdo con los caudales recomendados para
El enfriamiento del aire puede las conducciones (véase página 19). Los filtros
continuar en los mismos conductos de Norgren satisfacen eficiencias de hasta el
distribución generando así más agua. Estos 200% de los valores recomendados.
deberán ser colocados con inclinación en la
dirección del caudal de aire, de forma que la
6
7. Presión del Punto de Rocío. Figura 12. TAMAñOS DE PARTICULAS
Los Puntos de Rocío se miden Diámetro de Partícula, Micras
normalmente a la presión atmosférica y pueden 0,01 0,1 1,0 10,0 100
relacionarse entre sí a través de los gráficos Aerosoles ll l l lll l l l l l l
adecuados. Pulverizador
Para eliminar el vapor de agua de un Humo de Tabaco
sistema de aire comprimido deben emplearse Cabello Humano
Secadores de Aire. La eficiencia de estos Virus
dispositivos se incrementa en gran medida Bacterias
asegurándose de que no se encuentren Sedimentos
contaminados por agua líquida o aceite (o Arena Fina
combinaciones - emulsiones) y la entrada de Hollín de Carbón
aire debe ser a la menor temperatura posible . Polvo de Carbón
De esta forma son elementos a añadir al Polen
sistema y no alternativas a los filtros y a los
refrigeradores posteriores.
Existen tres clases principales de Secadores de
Aire; PARTICULAS SOLIDAS Figura 5. FILTRO DE APLICACION GENERAL
Refrigerador,
Secadores Regenerativos Adsorbentes Al igual que en el agua, en cualquier
Desecantes y Delicuescentes sistema de aire comprimido existen partículas
Absorbentes sólidas, independientemente del tipo de
(Las comparativas sobre propiedades compresor. Estas partículas pueden generarse
generales y costes se encuentran en forma de desde cuatro fuentes principales:
tabla en los Datos de Referencia de la página a) Suciedad atmosférica aspirada en el
23.,////) puerto de entrada del compresor.
Con el fin de mantener los costes del b) Productos corrosivos originados por
secado de aire al mínimo, considérese lo la acción del agua y de ácidos débiles,
siguiente: formados por la interacción de agua y
a) ¿Requiere el proceso en particular gases tales como el dióxido de azufre,
secado de aire, o basta con refriger- aspirados por el compresor.
;;
adores posteriores, receptores y filtros c) Productos de carbono formados por la
de alta eficacia? acción del calor de compresión en el
;;
b) No especificar Puntos de Rocío aceite lubricante o por el desgaste
;;
extremadamente bajos si el proceso normal de los anillos de carbono del
no los justifica. pistón utilizados en algunos tipos de
c) Limitar el volumen de aire a secar al compresores libres de aceite.
que sea realmente necesario para el d) Partículas originadas a partir de la
proceso en particular, con un margen fijación mecánica entre la canalización
adecuado para ampliaciones futuras. y los componentes, introducidas en el
Esto puede significar que sólo una sistema de distribución de aire.
zona de la planta de proceso necesite El tamaño de las partículas de
emplear un secador. suciedad puede cubrir un rango muy amplio,
d) Los mayores requerimientos para desde varios cientos de micras hasta por los filtros de aire normales podrán eliminar
secadores de aire en industrias de debajo de una micra (ver figura 12) y el nivel satisfactoriamente partículas de hasta un
aplicación general se encuentran allí de filtración depende del grado de limpieza tamaño mínimo de 40 micras.
donde existan elevadas temperaturas necesario para cada proceso en particular. La filtración fina en la región de los 10
ambiente. Generalmente, no es recomendable habilitar – 25 µm es la requerida normalmente para
una filtración más fina de la estrictamente máquinas neumáticas de alta velocidad, o para
necesaria, dado que cuanto más fina sea la instrumentación de control de procesos. La
filtración, mayor será la cantidad de suciedad filtración de 10µm e inferior es muy importante
atrapada por el elemento de filtraje, con lo cual para micro-motores neumáticos y para
éste se bloqueará más rápidamente. cojinetes neumáticos. Los filtros Norgren de
Las partículas pueden clasificarse aplicación general se encuentran disponibles
según dos grandes grupos; las gruesas con elementos de rangos diversos para ofrecer
(40 micras o más) y las finas. La mayoría de estos niveles diferentes de filtración. Algunas
7
8. aplicaciones pueden llegar a requerir un nivel situación de "último momento" no llegue a Figura 14.
de filtración aún mayor, como por ejemplo en producirse, de hecho para algunas aplicaciones FILTRO COALESCENTE ‘PURAIRE’
los casos de pintura por pulverización, aire no será tolerable siquiera este nivel de caída de
acondicionado y aplicaciones alimentarias, es presión, en especial si ésta se encuentra en el
muy importante la filtración a niveles inferiores punto de generación de un sistema de distribu-
a 1µm. En estos casos no pueden utilizarse ción de aire comprimido, dado que el coste de
filtros de aire standard, haciéndose necesaria la energía extra en sí mismo ya sería muy elevado.
utilización de los filtros de alta eficacia (filtros
de eliminación de aceite/coalescentes). Los
filtros de aire standard deberán aún así ACEITE
utilizarse como pre-filtros junto con estos
filtros de alta eficacia. Estos últimos eliminarán La fuente principal de contaminación
estas partículas extremadamente finas, y en el por aceite en un sistema de aire comprimido se
caso de ser expuestos directamente a las encuentra en el compresor. Un compresor
partículas más gruesas, quedarán saturados por lubricado por aceite con una capacidad de
;;
las mismas de forma extremadamente rápida. 50dm3/s puede introducir en el sistema hasta
;;
Todos los elementos se irán saturando 0,16 litros de aceite por semana.
con el uso. El nivel de saturación aceptable El aceite se utiliza para la lubricación
;;
dependerá de la aplicación y del conocimiento del compresor, pero cuando aparece junto con
energético relativo al funcionamiento de la el aire comprimido previo a la distribución, el
planta. Los filtros standard pueden limpiarse y aceite se encuentra en un estado totalmente
ser reutilizados, pero en el entorno actual, con inutilizable. Al haber sido sometido a elevadas
elevados costes de mano de obra frente al bajo temperaturas durante la compresión del aire, el
nivel de precios de las piezas de recambio, aceite queda oxidado y ácido, con lo que puede
normalmente la mejor solución es la de ser considerado como un contaminante
sustituir los elementos. Esto asegurará también agresivo para el sistema, más que un lubricante
una caída de presión mínima tras la reinsta- propiamente, por lo que debe ser eliminado.
lación, puesto que la limpieza eliminará, como Los filtros de aire normales eliminarán
máximo, un 70% de las partículas acumuladas. el suficiente aceite líquido (junto con agua)
Los elementos de filtraje de alta eficacia no como para dejar el aire del sistema en condi- Figura 15.
pueden limpiarse y deberán ser sustituidos ciones para alimentar a la mayoría de máquinas INDICADOR DE COLMATAJE DEL FILTRO
antes de que lleguen a quedar bloqueados por y cilindros neumáticos, pero en determinados
la suciedad. procesos se requiere aire completamente libre
Bajo condiciones normales de de aceite.
utilización se procede al cambio de los Una solución consiste en utilizar
elementos de filtraje de aplicación general compresores libres de aceite (esto es, sin
antes de que la caída de presión originada sea lubricación por aceite). Estos compresores
mayor de 0,5 bar, o bien durante el manten- producirán, aún así, aire contaminado con
imiento periódico anual. El periodo puede suciedad y agua, y a menudo resultará más
ajustarse siempre para monitorización de económico utilizar compresores con lubri-
aplicaciones críticas utilizando un indicador de cación por aceite junto con refrigeradores
colmataje (figura 15). posterires y filtros de aire standard, colocando
La sustitución de los elementos de los únicamente filtros de eliminación de aceite de
filtros de alta eficacia deberá realizarse cuando alta eficacia en los puntos del sistema en que
se alcance una caída de presión de 0,7 bar. De se requiera aire libre de aceite. Ello asegura que
nuevo es aplicable la utilización de un indi- la cantidad de aire que necesita tratamiento Las emulsiones pueden eliminarse
cador de colmataje de bajo coste. Este disposi- especial se mantenga al mínimo, permitiendo mediante la utilización de filtros de aire
tivo posee una escala de dos colores, trabajar en la zona afectada con un filtro standard.El tratamiento de los aerosoles se
normalmente verde y rojo. Los elementos especial más pequeño, en lugar de tener que especificará en el siguiente apartado.
deberán cambiarse cuando sea visible por utilizar un filtro especial de mayor tamaño para
completo el color rojo (o antes de alcanzar la la totalidad de la planta.
totalidad del color). También se encuentran El aceite de un sistema de aire
disponibles indicadores de colmataje eléctricos comprimido puede existir en tres formas: como
Norgren, para facilitar una señalización remota. emulsiones de aceite/agua, aerosoles
Los programas de mantenimiento deben (pequeñas partículas suspendidas en el aire) y
diseñarse de forma que se asegure que esta vapores de aceite.
8
9. AEROSOLES DE ACEITE VAPOR DE ACEITE Figura 16.
FILTRO DE ELIMINACION DE ACEITE CON
Estas gotas minúsculas de aceite se En la mayoría de los procesos la PRE-FILTROS DE APLICACIONES GENERALES
encuentran en la corriente de aire, y las que eliminación de vapor de aceite no es necesaria
causan mayores problemas tienen un tamaño dado que, a diferencia del vapor de agua, el
de entre 0,01 a 1 micra (aprox. el 90%), el vapor de aceite existe únicamente en canti-
resto pueden ser ligeramente mayores (ver dades mínimas y no es objetable excepto en
figura 12, tabla de tamaños de partículas). circunstancias en las que su olor sea inacept-
La mayoría de los filtros standard de able, por ejemplo en el caso de procesado
las líneas de aire consiguen la eliminación del alimentario, en industrias farmacéuticas y de
agua mediante una acción centrífuga, pero en el bebidas, y en aplicaciones de aire para
caso de los aerosoles no es así, debido al respiración.
pequeño tamaño de las partículas, y requieren El método más común de eliminación
la utilización de filtros especiales de tipo consiste en hacer pasar el aire a través de un
coalescente. lecho absorbente, normalmente de carbón
Además de eliminar estas pequeñas activo, aunque también pueden utilizarse otros
gotas de aceite, estos filtros suprimirán materiales.
también gotas diminutas de agua, pero deben Los mencionados filtros de elimi-
ser protegidos contra la contaminación de nación de vapor reducirán normalmente el
suciedades o gotas de agua de mayor tamaño contenido restante del total de aceite, cuando
por medio de filtros standard instalados se utilicen conjuntamente con un pre-filtro
inmediatamente aguas arriba (figura 16.) (filtro de aplicación general) y con un filtro
Normalmente es recomendable que estos filtros coalescente, a 0,003mg/m3.
puedan eliminar partículas de hasta 5 micras o Una idea equivocada muy común en
incluso menores, de lo contrario el filtro relación a estos filtros es que también elimi-
coalescente quedará rápidamente saturado con narán el monóxido de carbono o el dióxido de
suciedad, con lo que se hará necesaria una carbono. En realidad esto no es cierto.
sustitución del elemento filtrante. Al igual que con los filtros de elimi-
Los filtros coalescentes se clasifican nación de aceite (coalescentes), los filtros de
normalmente por la cantidad de aire que eliminación de vapor deberán utilizarse Figura 17.
pueden procesar para conseguir un rendimiento únicamente en el caso de que su función sea FILTRO DE ELIMINACION DEL VAPOR DE
de eliminación de aceite determinado, normal- necesaria, no superando el rango de caudal ACEITE ‘ULTRAIRE’
mente un contenido residual de aceite en el aire máximo y precedidos siempre por un filtro de
de salida de 0,01 mg/m3 (o 0,01 ppm). Si se aplicación general y por un filtro coalescente.
intenta trabajar con valores superiores a estos Esto minimizará el tamaño de los filtros
sólo se conseguirá obtener una mayor caída de requeridos y por tanto el coste de la insta-
presión en la unidad y por lo tanto unos costes lación.
excesivos de energía, pero más importante aún, Norgren ofrece un filtro integrado
el contenido de aceite residual se incrementará. coalescente y de eliminación de vapor dentro
Esto podría ser aceptable en algunas aplica- de la gama Olympian Plus. (Ver figura 17). Ello
ciones en las que la eliminación del aceite incluye un indicador de servicio por cambio de
hasta niveles del orden de 0,5 mg/m3 es color como standard.
adecuado para proporcionar un grado de La ubicación de la toma de entrada del
protección a un sistema particularmente compresor puede también tener su efecto sobre
propenso a un alto nivel de contaminación por el nivel de filtración requerido, si, por ejemplo,
aceite. la toma se encuentra situada cerca de una
La Figura 18 muestra las capacidades fuente de vapores de hidrocarburos, etc. Una
de caudal de los filtros Norgren coalescentes entrada de aire limpio reducirá el coste de la
para alcanzar un rendimiento dado. producción de aire comprimido.
9
10. SELECCION DE FILTROS Figura 18. CAUDALES PARA FILTROS DE Figura 21.
APLICACION GENERAL NIVELES DE FILTRACION RECOMENDADOS.
Una vez considerados todos los Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* Clase de Calidad Típica
Aplicación
contaminantes, puede ya determinarse el grado Tuberia Aceite Suciedad
de limpieza del aire de cada parte de una planta 1/8" F07 15 Agitación por aire comprimido 1 3
industrial o proceso. Unicamente mediante la 1/4" F72G 30 Cojinetes neumáticos 2 2
utilización de los filtros correctos en su
1/2" F64G 70
emplazamiento adecuado, pueden mantenerse Calibración neumática 2 2
los costes de energía y mantenimiento al F74G 83 Motores neumáticos 4 4
mínimo. El volumen de aire implicado en cada 1" F15 175 Máquinas para fabricación
etapa debe siempre ser considerado como
de Ladrillos y Vidrios 5 4
subdimensionado, la utilización de filtros *Caudal a 6,3 bar y 0,5 bar de caída de
inadecuados es una de las causas principales presión. Limpieza de componentes
de máquinas 3 4
de costes de energía.
La figura 21 muestra una guía muy Figura 19. Construcción 4 5
general referente a los niveles típicos de CAUDALES PARA FILTROS DE ALTA EFICACIA Cinta transportadora,
limpieza requeridos por los procesos más Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* Clase productos granulares 2 4
comunes. Cada aplicación deberá considerarse, Tubería de Cinta transportadora,
sin embargo, según sus propias circunstancias. eliminación
productos en polvo 1 3
Las recomendaciones acerca del 1/8" F39 2,8 2
Fluídico, circuitos de potencia 2 5
secado del aire son particularmente difíciles,
1/4" F72C 4,5 2
dado que dependen de la temperatura de la Fluídico, sensores 2 3
canalización principal del aire comprimido, de 3/8" F64C 16 2
Máquinas de Fundición 4 5
su ubicación respecto a la aplicación/máquina, F64B 7 1
Alimentos y Bebidas 1 1
así como del nivel de reducción de presión y F74C 16 2
Herramientas neumáticas
del caudal de aire.
1/2" F64H 28 2 operadas manualmente 5 5
Para los sistemas de generación y
F64L 11 1 Máquinas herramienta 5 4
distribución de aire correctamente diseñados, el
secado es raras veces requerido en países de F74H 28 2 Minería 5 5
temperaturas ambiente y grados de humedad 1" F53 60 2 Fabricación de Micro-electrónica 1 1
relativa típicamente bajos o moderados. F52 60 1 Máquinas de embalaje y textiles 5 3
Cuando se elija un filtro para la
1 1/2" F47 85 2 Procesado de películas fotográficas 1 2
limpieza de aire comprimido, asegurarse de
que: F47 120 3 Cilindros neumáticos 3 5
q Se ha seleccionado el tipo correcto de 2" F47 200 2 Herramientas neumáticas 5 4
filtro y el elemento filtrante para la F47 286 3 Herramientas neumáticas
eliminación de partículas. l
0
l
10
l
100
l
1 000 (de alta velocidad) 4 3
q La eficiencia de la eliminación de
**Caudal con entrada de 6,3 bar para alcanzar Instrumentos de control de proceso 2 3
líquido es alta y no es posible la re-
los requerimientos de ‘clase’.
entrada. Pintura por pulverización 1 1
q Exista una facilidad de mantenimiento **Ver figura 20. Aspersión de arena 4 5
y de recogida del líquido condensado. Máquinas de soldadura 5 5
q Mediante una buena visibilidad del
Aire Taller General 5 4
condensado y/o del elemento se
asegura que la función se ha
Figura 20.
conseguido o que existe una
necesidad de mantenimiento. Este CLASIFICACION DE LA CALIDAD DEL AIRE SEGUN ISO 8573
elemento puede ser un dispositivo de Clase de Calidad Suciedad Presión del Agua Punto de Rocío Aceite
caída de presión, un indicador de nivel Tamaño de Partículas °C (ppm vol.) a 7 bar g (incluido vapor) mg/m3
de líquido o un recipiente transpar- 1 0,1 -70 (0,3) 0,01
ente.
2 1 –40 (16) 0,1
Con el fin de ayudar en la
determinación del tipo de eliminación del agua 3 5 –20 (128) 1
y partículas, la figura 20 muestra la 4 40 +3 (940) 5
Clasificación de la Calidad del Aire según 5 — +7 (1 240) 25
ISO 8573.
6 — +10 (1 500) —
10
11. CONTROL DE PRESION mente del caudal de salida (característica de TIPOS DE REGULADOR
caudal). Se fabrican diseños standard que
Con el fin de utilizar el aire alcanzan determinados niveles del rendimiento Aunque Norgren produce una amplia
comprimido de la forma más eficaz, es nece- ideal en cada característica. Una aplicación gama de reguladores, éstos pueden dividirse de
sario reducir la presión hasta precisamente el simple con no excesivas demandas en relación forma muy general en 4 tipos:
valor requerido para esa aplicación particular. a los requerimientos de los dos principios De aplicación general
Todos los equipos neumáticos poseen podría utilizar una válvula reductora standard Pilotados
una presión de trabajo óptima. Su utilización a que por lo tanto originaría bajos costes. La De Precisión
una presión mayor causa un desgaste excesivo, selección y puesta en práctica correctas de las Para aplicaciones especiales
sin un incremento significativo en cuanto a partes importantes del sistema de aire La mayoría de los reguladores de
rendimiento, al tiempo que se desperdicia el conseguirán en el mismo el menor coste con aplicación general son del tipo de diafragma
aire comprimido en sí mismo y el coste una eficiencia de energía óptima. (figura 21). Estos reguladores suelen ser más
necesario para su generación. Si el aire Unas características de regulación sensibles que los reguladores de tipo pistón,
comprimido se almacena a su valor de presión pobres se traducirán en una variación en la que tienen tendencia a poseer una mejor
mayor y se utiliza exactamente al valor mínimo presión de salida, aunque, en el conjunto de las capacidad de caudal para un tamaño dado. En
requerido para la aplicación, el depósito de aplicaciones de aire comprimido, las presiones la mayoría de los sistemas de aire comprimido,
almacenamiento o el receptor sólo necesitan de entrada son bastante constantes, de forma el requerimiento principal es su respuesta, más
llenarse desde un nivel aproximadamente que este hecho supone pocos problemas. que su compacticidad para un determinado
intermedio hasta su capacidad completa, lo La penalización por unas caracterís- tamaño de tubería, con lo que aquí los regu-
cual es más eficiente. Con el fin de alcanzar ticas de caudal pobres se traduce en una caída ladores de tipo diafragma son los más
esta utilización óptima, el compresor trabaja de presión que se refleja directamente en comunes.
normalmente entre dos niveles de presión, esto costes de energía. Cada regulador está Los reguladores pueden ser con
es, el receptor posee normalmente un sometido a un cierto nivel de caída de presión, escape o sin escape. La característica de
presostato ajustado para cerrar el compresor al de forma que para un buen diseño del sistema escape permite que la presión del sistema (a la
alcanzar el nivel de presión requerido (usual- ésta es la propiedad a analizar más importante. salida) se pueda ajustar de un mayor nivel a
mente el máximo alcanzable para conseguir la Puede conseguirse un importante otro menor sin necesidad de actuar sobre el
eficacia en la filtración), así como un nivel ahorro en costes empleando una válvula equipo aguas abajo (esto se lleva a cabo
menor normalmente alrededor del 10 - 20% reductora conjuntamente con cilindros de doble disponiendo de un orificio de purga a través del
por debajo. Esta cifra puede optimizarse efecto con los que a menudo puede utilizarse diafragma hacia la atmósfera). Generalmente
cuando se consideren el tamaño del receptor, la una presión reducida en la carrera de retorno, este orificio de purga es muy pequeño en
demanda de caudal del sistema y el nivel de pudiendo llegar a alcanzarse ahorros de hasta relación a las conexiones principales del
salida del compresor. Como resultado a esta el 30% en costes. Esto puede ser muy regulador, por lo que no puede conseguirse un
disposición, el compresor no está en marcha importante en el caso de instalaciones con gran caudal de escape, lo que no será consid-
de forma continua: utiliza un exceso de energía muchos cilindros. erado como un dispositivo de descarga total y
que produce más calor, el cual a su vez genera Un punto en común de todos los ni siquiera un dispositivo de seguridad.
agua. Esta debe ser eliminada (coste extra) para reguladores de presión es de que con el fin de Las versiones sin descarga no poseen
suministrar una presión para los requerim- poder trabajar constante y repetidamente dentro una conexión desde el sistema aguas abajo
ientos del sistema que resulta excesiva y de sus límites de diseño requerirán un sumin- hasta la atmósfera, con lo que únicamente
origina un gran desgaste (coste extra) sin istro de presión al menos 1 bar por encima de pueden ser ajustadas desde una presión
ningún incremento en el rendimiento. la presión de salida requerida. También podrán
Por lo tanto, una válvula reductora de trabajar con un diferencial inferior, pero esto Figura 22. REGULADOR STANDARD
presión puede generar ahorros de coste puede perjudicar su rendimiento.
superiores a su precio en un tiempo muy breve.
También es obligatoria en aplicaciones tales
como pistolas de aire comprimido y boquillas
refrigerantes en las que la utilización de aire
comprimido a elevadas presiones es potencial-
mente peligrosa.
Las válvulas reductoras de presión o
los reguladores poseen dos características
principales que deben ser consideradas a la
hora de determinar cuál de ellas escoger, como
son su capacidad de mantener la presión de
salida constante, independientemente de la
presión de entrada (propiedad denominada
característica de regulación) e independiente-
11
12. elevada de salida, alcanzada o deseada, hasta respuesta a pequeños cambios de presión. Figura 24.
una menor mediante un funcionamiento cíclico Puede conseguirse otro nivel de REGULADOR DE PRECISION MICRO-TROL
del equipo aguas abajo, o utilizando una precisión en el control utilizando un regulador NORGREN
válvula de corte 3/2 para expulsar el exceso de piloto con realimentación. Este dispositivo
aire del sistema aguas abajo. detecta la presión de salida en el sistema y una
Los reguladores pilotados son conexión de tubería envía la señal hacia el
aquellos que no poseen medios mecánicos regulador piloto, donde se compara con la
directos para el ajuste de la presión de salida. señal de salida deseada y se ‘compensa’
Esto elimina problemas de nivelación para incrementando la presión de salida si la señal
conseguir altas presiones (16 bar y superiores) de realimentación es demasiado baja, o
en unidades de tubería de gran tamaño. La disminuyendo la misma si la señal es
presión de salida se controla mediante una demasiado alta. Este tipo de control se emplea
señal de aire a presión (Figura 23) que es normalmente en el caso de que se requiera un
producida normalmente por un regulador de gran caudal de aire constante para un proceso
precisión. Ello permite, por ejemplo, situar un continuo.
regulador pilotado en una ubicación remota de Los reguladores de precisión (o
un gran sistema de distribución, normalmente controladores) se utilizan normalmente para
sobre el techo de un edificio, pero su ajuste aplicaciones de instrumentación en las que son una pérdida de aire: es el precio que debe
puede ser realizado hasta obtener la presión de necesarias una repetitibilidad exacta y una pagarse con el fin de alcanzar la respuesta tan
salida deseada desde el nivel del suelo. Para la posibilidad de fijar la presión de salida durante rápida que requieren las aplicaciones, necesaria
mayoría de aplicaciones pilotadas es mejor un tiempo determinado. Estos reguladores para mantener la presión del sistema
llevar a cabo la lectura de la presión del poseen normalmente un rango de caudal de constante. Los mejores reguladores de
sistema o salida desde el mismo regulador salida bajo, pero presentan características precisión utilizan también un funcionamiento
pilotado (normalmente llamado esclavo) o del superiores de caudal y regulación. Su integral por piloto, trabajando efectivamente
sistema de distribución, dado que la presión de capacidad para alcanzar el nivel ideal en cuanto con dos diafragmas y dos válvulas, una
salida del regulador piloto no es normalmente a características de caudal y presión se refleja pequeña y sensible, y la otra un esclavo para
la misma. en su tamaño y su precio. asegurar que el rendimiento general satisface
Los reguladores pilotados también Generalmente, la mayoría de los los requerimientos de la aplicación particular.
proporcionan un mejor rendimiento si se reguladores de precisión utilizan una disposi- Otra característica de los reguladores
elimina el resorte de control y normalmente ción especial para conseguir un escape de precisión es su capacidad de descarga,
poseen una mayor área de diafragma en constante de aire de salida a la atmósfera. A algunos poseen la capacidad de descargar
comparación al área de válvula, lo que mejora pesar de que esto representa un coste para el hasta un 80/90% de su caudal regulado
también la precisión del control de presión en sistema en su conjunto, puesto que se trata de recomendado para aplicaciones especiales,
tales como tensionado de correas, enrollado y
Figura 23. equilibrado de papel. (Figura 24).
INSTALACION TIPICA DE UN REGULADOR DE PRESION PILOTADO Los reguladores para aplicaciones
especiales pueden cubrir una amplia gama de
demandas específicas, incluyendo el cumplim-
iento de requerimientos ambientales precisos
ENTRADA DE relativos a materiales especiales, con grandes
AIRE
caudales de descarga, accionamiento de
pistones en lugar de ruedas manuales, etc.
Pueden tratarse de derivados de cualquiera de
LINEA DE
los otros tipos de reguladores con adiciones
REGULADOR
PILOTO PILOTAJE según su aplicación específica. Estos pueden
CONVENCIONAL ser variaciones de los reguladores normales
ENTRADA DE aplicadas en función del mecanismo específico.
AIRE
REGULADOR
PILOTADO
SELECCION DEL REGULADOR
Asegurarse de que el regulador
elegido se adapta perfectamente a los requer-
imientos de rendimiento de la aplicación. Un
regulador que controle la presión para una
SALIDA DE
AIRE
conducción de distribución será normalmente
12
13. del tipo de aplicación general, o para el caso de FILTROS/REGULADORES Figura 27.
aplicaciones de gran volumen/caudal, deberá FILTRO/REGULADOR STANDARD
ser pilotado. Los filtros/reguladores tienen la
Determinar si los requerimientos
finalidad de limpiar el aire que se dirige a la
sobre rendimiento se cumplen con un regu-
aplicación y controlar la presión en una sola
lador standard o con uno de precisión.
unidad compacta. Para aplicaciones de tipo
Determinar posteriormente si la capacidad de
general, los filtros/reguladores tienen general-
caudal del regulador es apta para las necesi-
mente un coste inferior al de dos unidades por
dades del tamaño de tuberías (ver figura 38) y
comprobar las características de caudal del separado.
regulador. La figura 25 muestra los rangos de Algunos filtros/reguladores son
caudal de los reguladores Norgren de apli- especiales para aplicaciones de
cación general. Si no existe variación en la instrumentación con propiedades de elimi-
presión de entrada para la aplicación, entonces nación de partículas muy finas o incluso de
la característica de regulación del regulador no eliminación de aceite, con características
tiene importancia, pero sí la tiene la caracterís- propias del regulador de precisión, así como
tica de caudal. Si la presión de entrada se hay otros con propiedades de compatibilidad
encuentra sometida a variaciones, entonces de materiales especiales.
deberán considerarse también las caracterís-
;;;
ticas de regulación del regulador seleccionado. Figura 26.
Junto con la mayoría de los regu- CAPACIDADES DE CAUDAL DEL
;;;
ladores se ofrece una amplia gama de muelles. FILTRO/REGULADOR NORGREN.
;;;
Idealmente, los reguladores deberán hacerse
Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)*
trabajar en el tercio central de su gama, dado
Tubería
que en la zona inferior de la gama el muelle
1/8" B07 6,2
pierde cierta sensibilidad y en la zona superior
1/4" B72G 38
pueden desviarse de la linealidad. También los
1/2" B64G 110
muelles de la gama baja pueden ayudar a
1/2" B74G 100
reducir la caída de presión, de forma que los
1" B15 230
muelles pueden escogerse para adaptarse de
forma óptima a los requerimientos del sistema. *Caudal con 10 bar de entrada, 6,3 bar de
En un regulador de precisión deberá salida y 1 bar de caída de presión.
decidirse el nivel de sensibilidad requerido, las
características de caudal y de regulación, y si Figura 28.
LUBRICACION FILTRO-REGULADOR DE ALUMINIO PARA LA
es necesaria capacidad de descarga y sensibil-
idad a la temperatura. Debe seleccionarse El siguiente paso para el tratamiento INSTRUMENTACION
únicamente un regulador apto para esta del aire comprimido es el de introducir en el
aplicación. Mediante una selección correcta aire una cantidad adecuada de lubricante,
puede obtenerse un regulador standard con normalmente aceite que permita al equipo de
características de rendimiento normales que trabajo satisfacer sus requerimientos de forma
además cumpla lo que puede considerarse una eficiente sin una excesiva resistencia o
función de regulador de precisión, sin desgaste. Una resistencia excesiva al
degradación del sistema, a un coste de insta- movimiento provocará un consumo adicional
lación menor y con mayor rentabilidad. de energía, y un desgaste excesivo conducirá a
un acortamiento de la vida del equipo, origi-
Figura 25. nando un coste extra.
CAUDALES PARA REGULADORES STANDARD Existen dos tipos básicos de lubri-
Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* cador standard: aerosol y bomba de inyección.
Tubería El que más se utiliza es el aerosol, que
1/8" R07 6,5 fue el primer dispositivo de lubricación de
1/4" R72G 33 líneas de aire comprimido con funcionamiento
1/2" R64G 120 automático, inventado por Norgren en 1927.
R74G 105 Los lubricadores por aerosol se
1" R15 180 encuentran disponibles en dos tipos princi-
pales, Oil-Fog y Micro-Fog. En un lubricador
*Caudal con 10 bar entrada, 6,3 bar salida y 1
Oil-Fog, la pulverización producida posee
bar de caída de presión.
generalmente partículas de aceite relativamente
grandes, y por lo tanto sólo se mantendrán en
13
14. el aire en una distancia corta. Como regla cador bidireccional colocado conveniente- Figura 29.
práctica general la distancia máxima a la que mente, que ayudarán a superar dichos prob- LUBRICADOR OIL-FOG
un lubricador Oil-Fog deberá colocarse lemas.
respecto al dispositivo neumático es de 9 El segundo tipo de lubricador, la
metros. Las partículas más grandes se ven más bomba de aceite por inyección es un disposi-
fuertemente afectadas por la gravedad, y por lo tivo de desplazamiento positivo. Dada su
tanto los lubricadores Oil-Fog no deberán naturaleza, no puede suministrar lubricante de
utilizarse para lubricar un dispositivo a un nivel forma continua, pero posee aplicaciones
mayor que el lubricador. particulares en máquinas de roscar tuercas de
El lubricador Micro-Fog utiliza un multicabezales, en las que los lubricadores
generador especial de pulverización para convencionales repartirán los caudales de aire
atomizar sólo una fracción del aceite. en función de la geometría del camino. La
Dado que la pulverización transportada bomba de inyección suministrará la misma
por el aire está formada ahora únicamente por cantidad de lubricante al punto de aplicación
partículas ligeras, de un tamaño menor a 2 para cada ciclo. Este tipo de lubricador se
micras aproximadamente, la gravedad no tiene utiliza a menudo en cadenas transportadoras en
el mismo efecto sobre ellas y por lo tanto esta las que su aplicación superará los problemas
pulverización también sirve para largas de lubricadores convencionales incorrecta-
distancias, y así como a través de líneas de mente situados o ajustados.
alimentación más complejas sin humedecer Varios de los citados inyectores
exteriormente la tubería. El lubricador Micro- pueden distribuirse conjuntamente para lubricar
Fog puede también asegurar una distribución un gran número de puntos diferentes, pero a la
proporcional a través de múltiples salidas de misma frecuencia.
lubricación, lo que es ideal para circuitos de Sea cual sea el tipo de lubricador
control multiválvula. utilizado, es importante recordar que todos los
Una primera comparación entre estos lubricadores constituyen sistemas de pérdida
dos tipos de lubricadores puede conducir a una total, puesto que el lubricante dispensado
división simple de los mismos entre transporte alcanzará su superficie de trabajo y quedará llenar el depósito durante su uso. La mayoría
superior (Oil-Fog) o de transporte inferior dividido en partículas más pequeñas, que se de los lubricadores Micro-Fog pueden incor-
(Micro-Fog). Todas las gotitas de aceite que se ‘perderán’ a medida que el sistema realiza porar una conexión para llenado rápido que
muestran en el visor Oil-Fog pasarán al ciclos de trabajo. suministra el lubricante a una presión de
sistema, en cuanto al Micro-Fog, únicamente La cantidad de aceite que deberá ser aproximadamente 1 bar por encima de la
entre el 5 al 10% de las gotas observadas entregada a un sistema neumático para que se existente en el depósito.
serán enviadas al sistema. El Micro-Fog puede consiga una lubricación suficiente es difícil de También existen dispositivos de
por tanto ser utilizado en aplicaciones en las determinar, dado que cada sistema es diferente. llenado automático que pueden ser utilizados
que únicamente se requieran muy pequeñas Los dispositivos neumáticos de un sistema para suministrar a la vez a diferentes depósitos
cantidades de lubricante, normalmente sobre pueden requerir diferentes cantidades de simultaneamente desde una única posición
zonas amplias. Mediante el ajuste del ritmo de lubricante, por lo que deberán siempre seguirse centralizada.
goteo puede conseguirse un suministro de las recomendaciones de los fabricantes del Otra forma facilitar el llenado
aceite superior para alcanzar el del lubricador equipo, siempre que existan. automático de los lubricadores o de asegurarse
Oil-Fog en utilización normal. Como orientación general, para la de que las operaciones importantes nunca se
El principio Micro-Fog ha hecho mayoría de sistemas neumáticos será un buen quedan sin lubricante es utilizando un inter-
posible la aplicación de la lubricación por punto de inicio considerar una densidad de ruptor de nivel de líquido. Estos dispositivos
aerosol a la lubricación general de máquinas, salida de aceite de 60mg/m3. Tras las inspec- son normalmente interruptores activados por
tal como cojinetes, engranajes, cadenas, etc. ciones y actuaciones de mantenimiento flotador que pueden proporcionar una señal
Tanto los lubricadores Oil-Fog como regulares, la cantidad óptima podrá fijarse eléctrica a un nivel determinado de líquido, alto
Micro-Fog incluyen una válvula anti-retorno en aumentando o disminuyendo la cantidad o bajo. Dicha señal se puede integrar en un
el tubo de aspiración para asegurar una suministrada. sistema de control para llenar o interrumpir el
lubricación inmediata tan pronto como sea llenado del depósito o para proporcionar
puesto el aire en marcha. Sin embargo, para LLENADO DE LOS DEPOSITOS señales de alarma.
algunas tareas de ciclo rápido, o sistemas con DEL LUBRICADOR A pesar de que una señal de nivel alto
cilindros de carrera corta, a veces no es posible puede parecer en principio carente de sentido,
lubricar correctamente con lubricadores En todos los lubricadores es necesario debe recordarse que un sobrellenado no sólo
convencionales. Para dichas aplicaciones llenar en un momento u otro el depósito. La impedirá que el lubricador desarrolle su
deben emplearse modificaciones en el sistema mayoría de lubricadores Oil-Fog poseen una función de generación de la mezcla aire/aceite
como válvulas de salida rápidas, o un lubri- válvula de retención incorporada para permitir para pulverización, sino que distribuirá lubri-
14
15. Figura 30. y colocar los lubricadores allá donde se de utilización, deberán utilizarse dispositivos de
LUBRICADOR MICRO-FOG requieran niveles diferentes de lubricación, y llenado remotos o interruptores de nivel de
no intentar nunca colocar un lubricador para líquido a los sistemas auxiliares.
suministrar un sistema completo de distribu- En el caso de trabajar con caudales
ción, puesto que entonces algunas partes muy elevados deberá utilizarse un lubricador
quedarán sobrelubricadas mientras otras fijo tipo venturi. A diferencia de los tipos
quedarán lubricadas insuficientemente. standard, éste no se ajusta automáticamente
Asegurarse de que únicamente se para proporcionar una densidad constante
utilizan lubricadores Micro-Fog para aplica- aire/aceite, por lo que las necesidades de
ciones especiales en el caso de lubricación de caudal necesitan que éste sea esencialmente
cojinetes, puesto que los otros tipos no son constante. Este tipo de dispositivo no producirá
aptos. excesivas caídas de presión asociadas a los
caudales elevados, por lo que será más
Figura 31. eficiente energéticamente.
RANGOS DE CAUDAL DE LOS Para caudales excepcionalmente altos,
LUBRICADORES pueden inyectarse pequeñas cantidades de
Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* lubricante (especialmente para empleo en anti-
Tubería congelante) por medio de pequeños lubri-
1/8" L07 5 cadores en conducciones de grandes sistemas
1/4" L72 24 de distribución de 1 a 2” y superiores, donde
1/2" L64/L74 72 un lubricador para superficie interior completa
1" L15 175 resultaría caro tanto en términos de coste como
de caída de presión.
*Caudal a 6,3 bar y 0,5 bar de caída de
presión.
Comprobar que el lubricador elegido
posee la suficiente capacidad de caudal sin una
cante por el sistema neumático, inundándolo. excesiva caída de presión en relación al tamaño
de la tubería que se va a utilizar (ver figura 37 y
SELECCION DEL LUBRICADOR los gráficos de rendimiento para cada lubri-
cador en particular).
Determinar qué partes del sistema Dado que los lubricadores requieren
requieren lubricación (algunas líneas de una mínima caída de presión para trabajar,
distribución se dirigirán a zonas que deberán caída que está normalmente relacionada con el
quedar libres de aceite, como por ejemplo las caudal, deberemos asegurarnos de que se
de pintura por pulverización o aplicaciones de satisface esta mínima condición de caudal,
aire para respiración). puesto que de lo contrario no habrá salida de
Determinar qué tipo de lubricación se aceite. Es importante observar que las fugas de
requiere para cada parte del sistema. Los los sistemas de aire comprimido son una
cilindros pesados de movimiento lento fuente de pérdidas de energía, y que tales fugas
requieren una alimentación elevada, de forma constituyen efectivamente un caudal constante
que se deberá escoger un lubricador del tipo a través del sistema. Si se utiliza un lubricador
Oil-Fog. Las grandes longitudes de tubería en con un punto de arranque muy bajo, incluso
circuitos multi-válvula requieren un lubricador una pequeña fuga que consiga superar el punto
Micro-Fog (o varios Oil-Fog) para lubricar de de arranque originará un goteo y suministrará
forma efectiva. Para las herramientas de alta aceite al sistema. Esta es a menudo la causa de
velocidad es mejor utilizar un Micro-Fog, como inundación por aceite durante periodos de
por ejemplo en las puntas de las herramientas paro, especialmente durante los fines de
de corte. semana.
Todos los lubricadores son una fuente En el caso de utilización continua,
de caída de presión y por tanto de pérdida de deberá seleccionarse un lubricador con
energía, con lo que aunque los Micro-Fogs suficiente capacidad de depósito. Para
pueden ser colocados prácticamente en unidades de tamaño de tubería 1/2" y superi-
cualquier lugar dentro del sistema, deberán ores, existen normalmente diferentes capaci-
seleccionarse y ubicarse tan cerca como sea dades de depósito. En el caso de que esto no
posible de la aplicación. Se deben seleccionar sea posible por razones de espacio o de grado
15
16. PROTECCION DE LOS como un dispositivo que posee su salida diámetro interior nominal 1/8" . De forma que
SISTEMAS, DEL USUARIO conectada a un sistema de presión de tal forma únicamente se requiere un pequeño dispositivo
Y DEL ENTORNO que permita ésta se mantenga a un nivel de bajo coste, y no uno grande que pueda
constante. Este nivel constante se encontrará abarcar la capacidad del sistema completo.
La seguridad en el puesto de trabajo alrededor o por debajo del valor especificado En zonas en las que no exista tal
es primordial y queda enfatizada mediante la SWP + 10% de sobrepresión permitida. restricción de caudal, deberá crearse la misma,
Directiva de Maquinarias, la legislación de Las válvulas de seguridad deben con el fin de reducir el coste de la válvula de
Sistemas Sometidos a Presión y los tararse para trabajar únicamente cuando se seguridad a emplear, asegurándose por
Reglamentos de Disposición y Utilización de supera la presión regulada, y por tanto necesita supuesto de que la restricción no origina una
los Equipos de Trabajo. un taraje superior al del regulador. Existirá una excesiva caída de presión en el transcurso del
La sección que aparece a continuación tolerancia entre la presión de taraje de la funcionamiento normal.
puede ser una ayuda para los diseñadores de válvula de seguridad y la presión de la salida Código según norma:
máquinas y para los usuarios en general, a del regulador, en función de sus características BS EN 983 5.1.2
quienes mostraremos aquellos productos para de regulación y de caudal. Un problema que
líneas de aire comprimido los cuales, correcta- aparece frecuentemente es una presión de TIPOS DE VALVULAS DE
mente utilizados, pueden garantizar la trabajo de la válvula de seguridad demasiado SEGURIDAD
seguridad en los sistemas neumáticos. cercana a la presión de trabajo del sistema.
En esta sección se incluyen impor- Como consecuencia, la válvula de seguridad Existen diferentes tipos de válvulas de
tantes documentos referenciados cruzados. estará trabajando y descargando aire durante el seguridad con las que se consiguen diferentes
Norgren recomienda vivamente a todos los funcionamiento normal del sistema, lo que niveles de rendimiento en relación a la
profesionales implicados en el diseño de representa una costosa pérdida de aire. capacidad de caudal y a las limitaciones de
máquinas y sistemas que se familiaricen con Una vez se ha comprobado la presión sobrepresión. La más común es la de acción
éstos y otros importantes documentos relativos de trabajo de la válvula de seguridad y que rápida, seguida por la de tipo diafragma. Para
a la seguridad. existe un nivel aceptable de sobrepresión, un mejor rendimiento utilizar válvulas
puede considerarse la capacidad de caudal del pilotadas, de las que la del tipo pilotada
PROTECCION FRENTE A dispositivo de seguridad así como del sistema. integral es la más compacta y rentable (figura
SOBREPRESIONES El dispositivo de seguridad debe ser capaz de 32).
ajustarse o superar el nivel de caudal que Un dispositivo de seguridad tipo in-
Los componentes de los sistemas atraviesa la parte del sistema a proteger, sin line posee una coneción de descarga a 90°
neumáticos poseen normalmente una gama de que la presión del sistema se eleve por encima respecto a la dirección del caudal y durante el
presiones inferior a las generadas en el del nivel aceptable de sobrepresión. funcionamiento normal, el caudal atraviesa el
compresor, utilizándose reguladores de presión Pueden utilizarse diferentes métodos cuerpo del dispositivo, sin interferencia con el
para reducir ésta a niveles seguros de trabajo. para conseguir este objetivo: funcionamiento normal aguas arriba. Una
En caso de fallo, los componentes pueden El dispositivo de seguridad posee una utilización típica de este tipo de dispositivo es
quedar expuestos a presiones excesivas que capacidad de caudal superior a la capacidad de el caso del montaje de máquinas, en el que
conduzcan a un mal funcionamiento, o, en suministro de aire en vacío de los compresores todos los dispositivos de control y protección
casos extremos, al fallo de la envoltura de (en sistemas en los que no existe ningún de los equipos se encuentran situados en una
contención. receptor) esto es, el caudal de salida del posición discreta, lo que ayuda tanto a la
Para la protección de la excesiva sistema es mayor que el caudal de entrada. instalación como a la programación del
presión existen diferentes soluciones, siendo la El dispositivo de seguridad posee una servicio de mantenimiento.
más común la válvula de seguridad. La capacidad superior a la del caudal a través del El dispositivo in-line se diferencia de
selección de una válvula de seguridad no es un conducto de menor caudal aguas arriba del las válvulas de seguridad de acción rápida o de
proceso sencillo, requiriéndose una consid- equipo a proteger. Existen tablas de caudal en diafragma, en que se encuentran conectadas al
eración detallada del sistema o elemento del orificios para determinar el caudal a diferentes sistema a través de una conexión en T. El
sistema. presiones a través de diferentes tamaños de caudal a través de estos dispositivos sólo
En general, todos los componentes y orificios. El diámetro interior menor actúa como existe cuando se encuentran trabajando y se
equipos neumáticos poseerán una Presión de una restricción al caudal de la corriente del descarga aire a la atmósfera.
Trabajo Segura (SWP), y un límite de sobrepre- sistema aguas abajo, y a menos que la presión En ambos casos el caudal de escape
sión del 10%. El diseñador del sistema aguas arriba pueda incrementarse, el caudal se puede ser conducido hacia una zona en la que
neumático puede utilizar reguladores para estrangulará en esta zona, quedando por tanto el ruido y el caudal no originen alteraciones o
trabajar a presiones inferiores a SWP y utilizar limitado. Este hecho es importante, dado que daños al ambiente o a los operarios. Es posible
el factor de seguridad del 10% como el límite un sistema de distribución de conducciones que se necesiten silenciadores de escape para
de sobrepresión que el sistema puede experi- puede ser de un gran volumen, con tuberías de reducir los niveles de ruido en aplicaciones de
mentar con la válvula de seguridad en un gran diámetro interior, y compresores de escape de caudal elevado, en las que la
funcionamiento. elevada capacidad, aunque el dispositivo a conducción hacia zonas menos influenciables
Una válvula de seguridad se define proteger puede estar alimentado por tubería de no sea posible.
16
17. Figura 32. VALVULAS DE ARRANQUE AIRE DE ESCAPE
VALVULA DE SEGURIDAD PROGRESIVO/DESCARGA
El aire de escape necesita ser tratado
La siguiente forma de protección está correctamente con el fin de reducir los efectos
asociada con los elementos móviles del del ruido, de niebla de aceite, y para minimizar
sistema, donde dichos elementos pueden posibles peligros al personal.
necesitar protección frente a un excesivo En el caso de que se utilice una
desgaste debido a la carga en el arranque, o válvula de descarga, pueden liberarse grandes
exista peligro para el personal debido a un volúmenes de aire a elevada velocidad, lo que
súbito movimiento de dichos elementos. producirá niveles elevados de ruido.
Aquí es deseable la utilización de Normalmente bastará con silenciadores
válvulas de arranque progresivo. El sencillos, fabricados con materiales porosos,
funcionamiento normal consiste en permitir el para solucionar este problema. Para aplica-
paso de aire hacia un sistema o dispositivo ciones con ciclos rápidosd donde los requer-
neumático de forma gradual, en el que el nivel imientos son mayores, puede necesitarse un
de formación de presión puede controlarse silenciador de gran potencia.
mediante el ajuste de la válvula. El diseño de la Los silenciadores se encuentran
válvula se basa generalmente en una válvula de normalmente clasificados según la reducción
asiento plano accionada por resorte, cuando la de ruido y su contrapresión asociada, por lo
formación gradual de presión supera a la que la elección dependerá de la carga requerida
presión que mantiene el émbolo cerrado, éste por el dispositivo, de forma que se asegure la
se desplaza hasta la posición de abierto utilización del silenciador con mayor rentabil-
permitiendo que el caudal atraviese las conduc- idad.
ciones. El nivel de trabajo del émbolo se El contaminante más importante es el
denomina "punto de arranque", y para muchos aceite. Todos los sistemas de lubricación
dispositivos este punto se encuentra en el neumática representan una pérdida para el
rango de un 40 a un 70% de la plena presión sistema: el lubricante va hacia el sistema, se
de la línea. degrada durante su utilización, y se transporta,
Dado que la presión formada en junto con impurezas y suciedad, hacia el
cualquier sistema depende del volumen del escape a la atmósfera.
mismo, es importante colocar estos disposi- En los sistemas de ingeniería general
tivos cerca de la parte de equipo a proteger. La con un mantenimiento y una lubricación
colocación de una válvula mayor para un correctos, la cantidad de aceite para escape es
sistema de distribución completo significará
que el sistema necesitará por regla general
varios minutos para alcanzar la presurización Figura 34.
completa. SILENCIADOR COALESCENTE
Es muy común acoplar la válvula de
Figura 33. arranque progresivo junto con una válvula de
VALVULA DE ARRANQUE descarga o de función de escape en un mismo
PROGRESIVO/DESCARGA cuerpo, a efectos de compactibilidad.
La función de la válvula de descarga
es la de descargar rápidamente la presión del
sistema aguas abajo. La válvula puede ser de
tipo solenoide o pilotada neumáticamente, a
menudo con una función limitadora manual o
de descarga de emergencia.
Código según norma:
BS EN 983 5.1.4
17
18. muy pequeña, y por lo general se dispersará SELECCION DEL DISPOSITIVO OTROS PRODUCTOS PARA
sin afectar de forma adversa al entorno de DE PROTECCION SISTEMAS SEGUROS
trabajo. Sin embargo, los sistemas lubricados
incorrectamente o aquellos que requieren (i) Determinar qué partes del sistema Otros productos para líneas de aire
elevados niveles de lubricación para aplica- no pueden soportar la presión máxima que comprimido que pueden ayudar a crear
ciones de gran carga de trabajo, pueden puede desarrollarse en el sistema de distribu- sistemas neumáticos seguros -
expulsar grandes niveles de aceite a la atmós- ción (o en el compresor). Reguladores de Presión Prefijada - en
fera en su ciclo de escape. En tales casos Determinar qué tipo de válvula de el caso de que ajustes no autorizados de la
deberá considerarse la utilización de un seguridad se requiere para controlar de la presión prefijada puedan originar daños al
silenciador de escape coalescente. La acción de manera más efectiva esta presión de aire personal.
este dispositivo es exactamente igual a la considerando la caída del caudal en esa parte Documento Directriz: HS (G) 39
aplicada en los filtros de eliminación de aceite, del sistema. Considerar la utilización de un Válvulas de corte enclavables -
mediante la cual las pequeñas gotitas de aceite elemento restrictivo (orificio) sin producir aseguran que pueda adoptarse un proced-
se unen formando gotas de mayor tamaño, que pérdidas de presión excesivas durante el imiento de “seguridad en el trabajo” sin el
caen en un recipiente para su eliminación. (Ver funcionamiento normal de esa parte del sistema. peligro de una reaplicación de la presión no
figura 34.) Durante el transcurso de este Para caudales muy elevados consid- autorizada.
proceso, el material poroso empleado también erar la posibilidad de utilizar un regulador Legislación: BS EN 983 5.1.6
reduce el nivel de ruido del aire de escape. pilotado como válvula de descarga. Documento Directriz HS (G) 39
Dado que estos dispositivos se Para el caso de máquinas considerar Kits antimanipulación - pueden
colocan en el lado de escape del sistema un dispositivo en-línea para formar un conjunto incorporarse a reguladores de presión,
neumático, se encuentran expuestos a cambios modular integral completo a fin de facilitar la filtros/reguladores, válvulas de seguridad y
de carga bruscos, lo que significa que sus canalización, ubicación y servicio de manten- lubricadores, para asegurar que el caudal, la
propiedades de eliminación de aceite no son imiento. presión y otros parámetros quedan asegurados
tan buenas como las de los filtros coalescentes. (ii) Determinar qué partes del sistema frente a un ajuste no autorizado.
Un buen silenciador coalescente de escape se pueden sufrir problemas en la puesta en Referencia en Legislación:
moverá típicamente alrededor de 2ppm bajo marcha inicial, o pueden reinicializarse en el BS EN 983 5.1.9
condiciones de trabajo medias. caso de que unas velocidades iniciales exce-
sivas originen problemas de desgaste o de
retenciones, o en el caso de que se requiera
una función de emergencia de paro/descarga.
Utilizar una válvula de arranque
progresivo/descarga para cada sección del
sistema que trabaje de este modo. Cuanto
mayor sea el sistema mayor tiempo empleará la
función de paro de emergencia o de descarga
para vaciar el sistema.
Colocar válvulas de arranque progre-
sivo/descarga en el conjunto FRL en el
extremo de aguas abajo para impedir reflujos a
través del lubricador.
(iii) En el caso de que deban darse
salida de escape a grandes volúmenes de aire,
considerar la colocación de un silenciador si el
aire no puede ser conducido hasta el emplaza-
miento deseado.
En el caso de que nos encontremos
frente a un ciclo de escape rápido, colocar un
silenciador de gran potencia.
En el caso de que el aire de escape se
encuentre fuertemente cargado con lubricante,
proveniente normalmente de equipos que
requieran elevados niveles de lubricación,
colocar un silenciador de escape coalescente.
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19. TRATAMIENTO DEL AIRE
ASPECTOS GENERALES
PRPDUCTO
INIGUALABLE GAMA DE Figura 35.
PRODUCTO SISTEMA EXCELON
Norgren, líder mundial en
Tratamiento del Aire, ofrece
una inigualable gama de
productos que le permitirán
producir aire comprimido
limpio y utilizarlo de modo
económico y seguro.
Desde la más sencilla insta-
lación en una fábrica hasta
la aplicación más compleja,
Norgren tiene el equipo de
Tratamiento del Aire más
avanzado para sus necesi-
dades.
Figura 36.
SISTEMA OLYMPIAN PLUS
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