Redes de Aire Comprimido

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1.INTRODUCCIN2.DISEO DE UNA RED DE AIRE3.OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE ACCESORIOS4.PREPARACIN Y TRATAMIENTO DEL AIRE5.ERRORES Y RECOMENDACIONES6.BIBLIOGRAFA

LISTA DE FIGURAS

1. Figura 1. Componentes de una red de aire comprimido2. Figura 2. Cuestionarios de ayuda para el diseo de una red deaire comprimido3. Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

4. Figura 4. Configuracin abierta y su inclinacin5. Figura 5. Direccin del flujo en una red cerrada para unademanda caracterstica6. Figura 6. Configuracin Cerrada y su ausencia de inclinacin7. Figura 7. Inclinacin en una red de aire8. Figura 8 Ejemplo de una red y sus accesorios9. Figura 9 Postenfriadores Aire-Aire10. Figura 10 Postenfriador Aire-Agua11. Figura 11. Vlvulas de Drenaje Automtico12. Figura 12 Filtros13. Figura 13 Secadores Refrigerados

14. Figura 14. Unidad de Matenimiento15. Figura 15 Caractersticas del punto de roco16. Figura 16 Secado por absorcin17. Figura 17 Secado por adsorcin Figura 18 secadores Ingersoll-Rand18. Figura 19 Secado por enfriamiento Figura 20 secadoraIngersoll-Rand19. Figura 21 elementos del cuarto de maquinas en una red de airecomprimido

LISTA DE TABLAS

1. Tabla 1. Consumos de diferentes dispositivos neumticos2. Tabla 2. Prdida de presin de algunos dispositivos3. Tabla 3 diagnostico de las lneas de distribucin de aire

INTRODUCCIN

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El aire comprimido es una de las formas de energa ms antiguas que conoce elhombre y aprovecha para reforzar sus recursos fsicos.

El descubrimiento consciente del aire como medio que nos rodea se remonta amuchos siglos, lo mismo que un trabajo ms o menos consciente con dicho medio.

Aunque los rasgos bsicos de laneumtica se cuentan entre los ms antiguosconocimientos de la humanidad, no fue sino hasta el siglo pasado cuandoempezaron a investigarse sistemticamente su comportamientoy sus reglas. Slodesde aprox. 1950 se puede hablar de una verdadera aplicacin industrial de laneumtica en los procesos de fabricacin.

A pesar de que esta tcnica fue rechazada en un inicio, debido en la mayora de loscasos a falta de conocimientoy de formacin, fueron amplindose los diversossectores de aplicacin.

En la actualidad, ya no se concibe una moderna explotacin industrial sin el airecomprimido. Este es el motivo de que en los ramos industriales ms variados seutilicen aparatos neumticos cuya alimentacin continua y adecuada de airegarantizar el exitoso y eficientedesempeo de los procesos involucrados en laproduccin.

El diseo ymantenimiento adecuado deredesde aire comprimido y sus respectivosaccesorios, juega un papel decisivo en los procesos productivos involucrados cuyaenerga utilizada es el aire.

DISEO DEUNA RED DE AIRE

1. DESCRIPCIN DE UNA RED1. DISPOSITIVOS

En general una red de aire comprimido de cualquierindustria cuenta con lossiguientes 7 dispositivos mostrados en la Figura 1.

1.Filtro del compresor: Este dispositivo es utilizado para eliminar lasimpurezas del aire antes de la compresin con el fin de proteger al compresory evitar el ingreso de contaminantes al sistema.2.Compresor: Es el encargado de convertir la energamecnica, en energaneumtica comprimiendo el aire. La conexin del compresor a la red debe serflexible para evitar la transmisin de vibraciones debidas al funcionamientodel mismo.3.Postenfriador: Es el encargado de eliminar gran parte del aguaque seencuentra naturalmente dentro del aire en forma de humedad.4.Tanque dealmacenamiento: Almacena energa neumtica y permite elasentamiento de partculas y humedad.5.Filtros de lnea: Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuadapara el promedio de aplicaciones conectadas a la red.6. Secadores: Se utilizan para aplicaciones que requieren un airesupremamente seco.

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

Figura 1. Componentes de una red de aire comprimido

Los elementos 1, 2, 3, 4 y 5 se ubican en la tubera principal. Su presencia es

obligatoria en todas las redes de aire comprimido. El 6 puede ubicarse en lastuberas secundarias y el 7 se instala en la tubera de servicio que alimenta lasdiferentes aplicaciones.

1. TUBERA PRINCIPAL

Es la lnea que sale del conjunto de compresores y conduce todo elaire que consume la planta. Debe tener la mayor seccin posiblepara evitar prdidas de presin y prever futuras ampliaciones de lared con su consecuente aumento de caudal. Lavelocidadmxima

del aire en la tubera principal es de .

2. TUBERAS SECUNDARIAS

Se derivan de la tubera principal para conectarse con las tuberas deservicio. El caudal que por all circula es el asociado a los elementosalimentados exclusivamente por esta tubera. Tambin en su diseose debe prever posibles ampliaciones en el futuro. La velocidad del

aire en ellas no debe superar .

3. TUBERAS DE SERVICIO

Son las que surten en s los equipos neumticos. En sus extremos tienen conectoresrpidos y sobre ellas se ubican las unidades de mantenimiento. Debe procurarse nosobre pasar de tres el nmero de equipos alimentados por una tubera de servicio.Con el fin de evitar obstrucciones se recomiendan dimetros mayores de " en latubera. Puesto que generalmente son segmentos cortos las prdidas son bajas y

por tanto la velocidad del aire en las tuberas de servicio puede llegar hasta .

1. USOS DEL AIRE COMPRIMIDO

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En la mayora de las instalaciones el "Aire Comprimido" se consideracomo una Fuente de Energa comparable a laelectricidad, elgas yelagua. En general es utilizado para el manejo de equipos de planta y para

instrumentacin. En ambos casos la presin de la red es entre 6 y 7 .

1. EQUIPOS DE PLANTA

El uso del aire comprimido en equipos de planta hace referencia adispositivos robustos como taladros, pulidores, motortools,elevadores, motoresy otros. En este caso el aire debe tener unacalidad aceptable de humedad e impurezas. El consumo de aire deestos dispositivos de muestraen la Tabla 1.

Dispositivo

Consumo ( )

Elevadores neumticos 0.5-5.0Ton 70-200

Taladros 12-80

Grinders 20-85

Wrenches 30-50

Pistolas 20

Sand Blasting 70-115

Tabla 1. Consumos de diferentes dispositivos neumticos

2. INSTRUMENTACIN

Algunas empresasfuera de usar el aire comprimido en dispositivosrobustos tambin lo usan para actuadores de precisin y pequeosmotores neumticos. Estos equipos tienen unafuncin decontrol de

procesos mas que depotencia como en un taladro. Debido a la precisinde sus componentes, el aire comprimido usado en ellos ha de tener unacalidad superior a la usada en un equipo robusto. Por ejemplo, el aire hade tener un contenido de humedad tan bajo que su punto de roco seasiempre superior a la menortemperatura en cualquier lugar de la red conel fin de evitar la presencia de condensados. Adems, las impurezas del

aire debern ser menores que 0.1g/Nm3 y hasta un tamao de 3 .

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2. LA RED DE AIRE COMPRIMIDO1. PARMETROS

Al iniciar elproceso de diseo de una instalacin de aire comprimido se deben

investigar todas las aplicaciones que se usarn y su ubicacin en la planta. Con laayuda de un cuestionario como el de la Figura 2

Figura 2. Cuestionarios de ayuda para el diseo de una red de aire

comprimido

Presin: Se debe estimar la presin a la cual se desea trabajar paraestablecer el funcionamiento del compresor y de la red. Generalmente una red

industrial de aire comprimido tiene presiones de 6 y 7 . Caudal: El caudal de la red deber ser diseado con base en lademanda. Losdispositivos neumticos traen en sus catlogos mtodos para estimar suconsumo y obtenervalores como los mostrados en la Tabla 1. Prdida de presin: Los componentes de una red de aire comprimido comocodos, ts, cambios de seccin, unidades de mantenimiento, y otras se oponen al

flujo generando prdidas de presin. Garantizar que las prdidas estn en loslmitespermisibles es una labor esencial del diseo. Algunos valores sonmostrados en la Tabla 2.

Refrigerador posterior de agua 0,09 bar

Refrigerador posterior de aire 0,09 bar

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Secador frigorfico 0,20 bar

Secador adsorcin 0,30 bar

Separadores cermicos 0,10 bar

Red de tuberas 0,14 bar

Filtros en general 0,15 bar

Tabla 2. Prdida de presin de algunos dispositivos

Velocidad de circulacin: Esta velocidad debe controlarse puesto que suaumento produce mayores prdidas de presin.

1. TUBERA

Todo movimiento de un fluido por una tubera produce una prdidade presin debido a su rugosidad y dimetro asociado. Laseleccinde los dimetros de las tuberas de una red de aire se determinasegn los principiosde la mecnica de fluidos y para ello se utilizanecuaciones ydiagramas. Esta informacin no se expone en estetrabajo pero puede ser consultada por el lector en cualquier libro dediseo de redes.

El material mas usado en las tuberas de aire es el acero. Debeevitarse utilizar tuberas soldadas puesto que aumentan laposibilidad de fugas, mas bien se recomiendan las tuberasestiradas. Actualmente en el mercado se encuentra un nuevo tipo detuberas en acero anodizado que, aunque mas costosas, tienen unamayor duracin que las de acero.

La identificacin es una parte importante del mantenimiento. Segnla norma UNE 1063 las tuberas que conducen aire comprimidodeben ser pintadas de azul moderado UNE 48 103.

En general la tubera de una red no necesita mantenimiento fuera dela correccin de fugas que se producen mas en las conexiones que en

la tubera en s. En caso que la tubera presenta obstruccin pormaterial particulado debe limpiarse o reemplazarse aunque esto noes comn en las empresas.

2. CONFIGURACIN

Existen varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido tal como semuestra en la Figura 3. En una red de aire el factor mas esencial de todos es la

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distribucinde agua en la red puesto que los datos de prdidas, velocidad, presiny otros pueden ser calculados matemticamente sin mayor dificultad. En cambiolas zonas de acumulacin de agua en una red han de ser detectadas por la periciadel ingeniero.

Figura 3 Posibles configuraciones de las redes de aire

Red abierta: Se constituye por una sola lnea principal de la cual sedesprenden las secundarias y las de servicio tal como se muestra en la Figura 3(sup.). La poca inversin inicial necesaria de esta configuracin constituye suprincipal ventaja. Adems, en la red pueden implementarse inclinaciones para la

evacuacin de condensados tal como se muestra en la Figura 4. La principaldesventaja de este tipo de redes es su mantenimiento. Ante una reparacin esposible que se detenga el suministro de aire "aguas abajo" del punto de corte loque implica una detencin de la produccin.

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Figura 4. Configuracin abierta y su inclinacin

Red Cerrada: En esta configuracin la lnea principal constituye un anillo talcomo se muestra en la Figura 3 (medio). La inversin inicial de este tipo de red

es mayor que si fuera abierta. Sin embargo con ella se facilitan las labores demantenimiento de manera importante puesto que ciertas partes de ella puedenser aisladas sin afectar la produccin. Una desventaja importante de estesistema es la falta de direccin constante del flujo. La direccin del flujo enalgn punto de la red depender de las demandas puntuales y por tanto el flujode aire cambiar de direccin dependiendo del consumo tal como se muestra enla Figura 5. El problema de estos cambios radica en que la mayora de accesoriosde una red (p. ej. Filtros) son diseados con una entrada y una salida. Por tantoun cambio en el sentido de flujo los inutilizara.

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Figura 5. Direccin del flujo en una red cerrada para una demandacaracterstica

Cabe anotar que otro defecto de la red cerrada es la dificultad de eliminar loscondensados debido a la ausencia de inclinaciones tal como se muestra en la. Estohace necesario implementar un sistema de secado mas estricto en el sistema. Alcontrario de lo pensado, Carnicer expone que en dichossistemaslas cadas depresin no disminuyen. Por tanto la principal razn para implementar redescerradas es por su buen mantenimiento.

Figura 6. Configuracin Cerrada y su ausencia de inclinacin

Red interconectada: Esta configuracin es igual a la cerrada pero con laimplementacin de bypass entre las lneas principales tal como se muestra en laFigura 3 (inf.). Este sistema presenta un excelente desempeo frente almantenimiento pero requiere la inversin inicial mas alta. Adems, la redinterconectada presenta los mismos problemas que la cerrada.

1. INCLINACIN

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En las redes abiertas se debe permitir una leve inclinacin de la red en el sentido deflujo del aire. Esto con el fin facilitar la extraccin de los condensados. Dichainclinacin puede ser de un 2% como se ilustra en la Figura 7. Al final debeinstalarse una vlvula de purga.

Figura 7. Inclinacin en una red de aire

1. DISEO DE LA RED

La primera labor de diseo de una red de aire comprimido es levanta u obtener unplano de la planta donde claramente se ubiquen los puntos de demanda de aireanotando su consumo y presin requeridas. Tambin identificar el lugar deemplazamiento de la batera de compresores. Es importante realizar una buenalabor puesto que una vez establecida la distribucin esta influir en las futurasampliaciones y mantenimiento de la red.

Para el diseo de la red se recomiendan las siguientes observaciones:

1.Disear la red con base en la arquitectura del edificio y de losrequerimientos de aire.2. Procurar que la tubera sea lo mas recta posible con el fin dedisminuir la longitud de tubera, nmero de codos, ts, y cambios de seccin

que aumentan la prdida de presin en el sistema.3. La tubera siempre deber ir instalada areamente. Puede sostenersede techos y paredes. Esto con el fin de facilitar la instalacin de accesorios,puntos de drenaje, futuras ampliaciones, fcil inspeccin y accesibilidad parael mantenimiento. Una tubera enterrada no es prctica, dificulta elmantenimiento e impide la evacuacin de condensados.4.La tubera no debe entrar en contacto con los cables elctricos y as evitaraccidentes.

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5.En la instalacin de la red deber tenerse en cuenta cierta libertad para quela tubera se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura. Si estono se garantiza es posible que se presentes "combas" con su respectivaacumulacin de agua.6. Antes de implementar extensiones o nuevas demandas de aire en lared debe verificarse que los dimetros de la tubera si soportan el nuevocaudal.7.Un buen dimetro de la tubera principal evita problemas ante unaampliacin de la red. La lnea principal deber tener una leve inclinacin en elsentido de flujo del aire para instalar sitios de evacuacin de condensados.8. Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de pasofrecuentemente en la red. Con esto se evita detener el suministro de aire en lared cuando se hagan reparaciones de fugas o nuevas instalaciones.9.Todo cambio brusco de direccin o inclinacin es un sitio de acumulacin decondensados. All se deben ubicarvlvulas de evacuacin.10. Las conexiones de tuberas de servicio o bajantes deben hacerse desdela parte superior de la tubera secundaria para evitar el descenso de agua porgravedad hasta los equipos neumticos y su deterioro asociado. Un ejemplo dedicha conexin se muestra en la Figura 7.

1. OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE ACCESORIOS

El propsito de los accesorios (Figura 8) es mejorar la calidad del aire comprimidoentregado por el compresor para adaptar este a las condiciones especficas de cadaoperacin, algunos accesorios tambin se utilizan para la regulacin de caudal ypresin, lubricacin de los equipos a instalar en la red o simplemente para cambios

de direcciones en la red y paso o no de fluido dependiendo de la aplicacin.Tener aire comprimido de buena calidad es importante para asegurar una largavida til de los equipos neumticos y unos ptimos resultados en los procesos querequieren dicho servicio.

Las caractersticas mas importantes a tener en cuenta son:

La cantidad de aceite que contiene el aire La cantidad de agua presente en el mismo El punto de roco Cantidad de partculas extraas contenidas en el aire

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Figura 8 Ejemplo de una red y sus accesorios

1. POSTENFRIADORES

El objetivode este accesorio es disminuir la temperatura del aire luego dela compresin, ya que el aire luego de ser comprimido quede 100%saturado, al tener lugar una disminucin brusca de temperatura sepresentaran condensados, por lo cual podemos decir que este equiposirve tambin para disminuir la cantidad de agua contenida en el aire;esto implica que siempre que se utilice un postenfriador es necesarioinstalar algn medio para retirar los condensados que este genera, talescomo separadores centrfugos ( separadores de mezcla )

Esencialmente un postenfriador es un intercambiador decalor en el cualel elemento qu e pierde calor es el aire comprimidos, mientras que elmdio que lo gana es algun refrigerante, usualmente aire o agua.

Existen muchas formas posibles para un postenfriador, las mas comunesson concha y tubo, tubos aleteados y radiadores.

1. POSTENFRIADORES AIRE-AIRE

En lugares donde el aire tiene alta presencia de contaminantes, la

utilizacin de este equipo es cuestionable, ya que aunque el fluido detrabajo es gratuito (menor costo de operacin), la cantidad demantenimiento aumenta los costos.

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Figura 9 Postenfriadores Aire-Aire

2. POSTENFRIADORES AIRE-AGUA

Tiene alta eficiencia, menor necesidad de espacio y mayor costo deoperacin por el fluido de trabajo y la instalacin.

Figura 10 Postenfriador Aire-Agua

2. SEPARADOR CENTRFUGO

Siempre se instala despus del postenfriador, el objetivo del separador esretirar el agua que se ha condensado del proceso de enfriamiento del aire.

Bsicamente consiste en un recipiente cilndrico que va colocadoverticalmente, en su interior tiene un balde que deflecta la corriente deaire, haciendo que este sufra un proceso de centrifugacin, por lo cual lasgotas de agua que son mas pesadas que el aire se adhieren a las paredesdel recipiente, para luego caer al fondo de este por efecto de la gravedad,dicha agua ser finalmente retirada mediante una trampa de drenajeautomtico.

3. VLVULAS DE DRENAJE AUTOMTICO

Las vlvulas de drenaje automtico deben ir en sitios donde exista lanecesidad de desalojar condensados, por ejemplo filtros, separadorescentrfugos, piernas de drenaje, tanque etc. La funcin de estas consisteen abrirse cada cierto tiempopara comunicar el sitio donde existe elcondensado con el exterior, permitiendo que este sea desalojado:

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Figura 11. Vlvulas de Drenaje Automtico

1. VLVULAS DE DRENAJE AUTOMTICO MECNICO

Funcionan por principios mecnicos y no requieren ningn tipo deenerga exterior. Tiene la desventaja que el tiempo de ciclado esrelativamente aleatorio no habiendo ningn control sobre el tiempoque la vlvula permanezca abierta y permitiendo que se deposite

una capa sobre la vlvula haciendo que esta pierda sensibilidadhasta que se bloquea

Mantenimiento

Como consecuencia de la perdida de sensibilidad por depsitos estetipo de vlvulas requiere mantenimiento peridico.

2. VLVULAS DE DRENAJE AUTOMTICO DE FLOTADOR

Consiste en un flotador de forma esfrica instalado en la base de lamisma. Que por la accin de la acumulacin de condensado esdesplazado hacia arriba, hasta llegar a un punto tal que ocasiona laapertura de una vlvula mecnica permitiendo la salida delcondensado; al salir cierta cantidad de condensado, el flotador sedesplaza hacia abajo cerrando la vlvula mecnica. Este ciclo seproduce continuamente.

Mantenimiento

Este tipo de vlvula de drenaje automtico es menos susceptible desufrir problemas por acumulacin de contaminantes que la vlvulade flotador, y como consecuencia el mantenimiento es menosfrecuente.

3. VLVULAS DE DRENAJE AUTOMTICO ELECTRNICA

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Este tipo de vlvulas opera mediante un solenoide, la cual es controladapor un temporizador que determina exactamente los intervalos deapertura y la duracin de los mismos.

Mantenimiento

Es muy confiable y prcticamente libre de mantenimiento.

4. FILTROS

El propsito de los filtros de aire comprimido es suministrar aire libre decontaminantes a los diferentes puntos de aplicacin. Contaminantes talescomo agua, aceite, polvo, partculas slidas, neblinas, olores, sabores yvapores, pueden atacar su sistema.

Mantenimiento:

A continuacin se ilustran los pasos que deben realizarse cada 6 meses aun filtro. Primero, purgar los sedimentos y condensados abriendoconvenientemente el grifo de la parte inferior del depsito y luegoeliminar la presin de aire en la instalacin. Desmntese despus eldepsito y el elemento filtrante. Lmpiese el elemento filtrante con aguajabonosa si es de nylon, tela o bronce sinterizado. Lmpiese el vaso dedepsito y los conductos del cuerpo con parafina o consoluciones pococoncentradas de disolvente. Se deben inspeccionar las juntas yremplazarse por otras nuevas en caso de que estn malas.

1. FILTROS DE PARTCULAS

Estos filtros estn diseados para retener partculas slidas,interceptando las mismas mediante un elemento filtrante que puedeser de diversos materiales:

Papel, rejillas metlicas, mallas de nylon, espumas, etc.

Mantenimiento

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazadosperidicamente puesto que se van saturando y ocasionan altasperdidas de presin.

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Filtro de Partculas Filtros Coalescentes Filtros de CarbnActivado

Figura 12 Filtros

2. FILTROS COALESCENTES

El propsito de estos retener lubricantes, emulsiones y neblinas,mediante el principio de coalescencia, el cual consiste bsicamenteen tener una red aleatoria de fibras, la cual ante el paso de aire,produce formacin de gotas alrededor de las fibras, cayendo luegoestas a un recipiente de acumulacin por efecto de gravedad. Comoconsecuencia del diseo del filtro pueden retenerse partculasslidas incluso de menor tamao que las retenidas por un filtro departculas, por esto se recomienda instalar primero un filtro departculas antes que uno coalescente y as evitar que este se sature.

Mantenimiento

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazadosperidicamente puesto que se van saturando y ocasionan altasperdidas de presin.

3. FILTROS DE VAPORES

Son filtros diseados para remover olores sabores y vapores orgnicos.

Su principio de funcionamiento consiste en lechos de carbn activadoque mediante adsorcion remueven dichos contaminantes.

Mantenimiento

Dichos elementos son recambiables y deben ser remplazadosperidicamente puesto que se van saturando y ocasionan altas perdidasde presin.

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5. SECADORES

A causa del calor generado durante el proceso de compresin, el airecomprimido sale con un grado de saturacin del 100% en la mayora de

los casos; al ir disminuyendo la temperatura del aire comprimido durantesu permanencia en el tanque y su paso por los diferentes accesorios ytuberas, pierde capacidad de retener vapor de agua, lo cual generainevitablemente condensados, (agua liquida)

La presencia de condensados en el aire produce diversos problemas talescomocorrosin, mal funcionamiento deherramientas neumticas etc.

La solucin a este problema son los secadores de los cuales hay de dosclases:

Refrigerados

Regenerativos

1. REFRIGERADOS

Consisten en una maquina con un circuito de refrigeracin tpico el cual se encargade enfriar aire por debajo de la temperatura mnima histrica en la redproducindose intencionalmente condensados que son retirados por medio de unseparador centrfugo.

Solo pueden ser utilizados en sitios donde el punto de roco sea mayor o igual a 00C ya que de lo contrario el agua se congela y obstruye la tubera.

Figura 13 Secadores Refrigerados

FUNCIONAMIENTO

Se comprende mejor si se separan los fluidos que intercambian calor

Circuito de Aire:

El aire entra al secador, en caso de existir un preenfriador y un postcalentador,sufre preenfriamiento, luego pasa al evaporador, donde es retirado una grancantidad de calor a consecuencia de lo cual sufre un brusco enfriamiento,generndose una gran cantidad de condensado, posteriormente pasa a travs del

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separador donde se retira el agua liquida. Finalmente si hay un preenfriador postcalentador, pasa por el lado contrario de este, ganando temperatura, para assalir del equipo con una temperatura cercana a la del ambiente.

Circuito de refrigerante:

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

PARTES

Refrigerante Compresor de refrigeracin Condensador Vlvula de expansin Evaporador Separador Centrfugo Preenfriador y postcalentador de aire Vlvula de expansin termosttica Vlvula Bypass de gases calientes Vlvula supercalentadora Subenfriador de liquido

Mantenimiento

El mantenimiento de estos equipos es complejo por que manejan muchoselementos, en caso de no tener catalogo del equipo seguir las indicaciones demantenimiento recomendadas en para cada uno de las partes que conforman esteequipo.

1. REGENERATIVOS

Funcionan bajo un principio diferente que permite que alcancen puntos de rocopor debajo de 0 0C. Trabajan utilizando materiales desecantes, que son aquellosque tienen, la propiedad de adsorber agua, capacidad que se va perdiendo al irsesaturando de esta, pero la cual pueden recuperar regenerndose, mediante diversosmtodos, los cuales dependen del material desecante empleado, los principalesmtodos de regeneracin son.

Sin Calor

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Atmosfrico

Vaco

Soplado

Con Calor

Calentadores internos

Calentadores Externos

Calor de compresin

Mantenimiento

Requieren un mantenimiento frecuente y los materiales desecantes se vandeteriorando, por diversas causas tales como la contaminacin del aceite, corrosinqumica, erosinante el paso de aire, regeneracin incompleta etc.

1. TANQUES DE ALMACENAMIENTO

Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresinreciprocante, a la vez que suministra una superficie grande deintercambio de calor que permite disminuir parcialmente la altatemperatura del aire luego de la compresin. Tambin absorbesobrepicos de consumo alto y de corta duracin ocasionados poraplicaciones que requieren grandes cantidades de aire en lapsos cortos detiempo; permitiendo de esta manera tener no tener un compresor

sobredimensionado para satisfacer las demandas.

Mantenimiento

Revisar que la vlvula de seguridad se abra a una presin un 20% mayorque la presin mxima del sistema y que tenga una capacidad deevacuacin mayor a la de los compresores. Si no existe debe instalarse unmanhole de inspeccin, un sistema de evacuacin de condensadoautomtico, un bypass para mantenimiento y un manmetro confiable.Algunas veces se colocan medidores de temperatura y doble manmetro(de reserva)

El principal aspecto es la seguridad, ya que estos elementos sonbombasen potencia. Las rutinas de mantenimiento se deben realizar conadecuada periodicidad, verificndose el estado de los elementos deseguridad realizndose inclusive ensayos no destructivos tales comoultrasonido y radiografas para verificar el ptimo estado de los mismos.

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El mantenimiento que se le realiza al tanque se limita a una limpiezainterior en muy escasas ocasiones, adems de la verificacin constante delas purgas.

2. UNIDADES DE MANTENIMIENTO

Figura 14. Unidad de Matenimiento

Este aditamento esta compuesto por un filtro de partculas de bajaeficiencia, un regulador con manmetro y un lubricador; su funcin

principales es la de acondicionar una corriente determinada para su usoen una maquina.

El filtro de partculas sirve para eliminar algunos contaminantes de tiposlido, el regulador se encarga de disminuir la presin y el lubricadordosifica una cantidad requerida en algunas ocasiones por el equipo.

Mantenimiento

El mantenimiento de las vlvulas acondicionadoras de presin es decierta manera ms complejo que el del resto de elementos de la unidad.Dicho mantenimiento se basa en las pruebas de fuga de aire las cualesconsisten principalmente en suministrarle aire a altas presiones alregulador por sus dos entradas. Si suministramos una alta presin slo ala entrada del regulador, no debe fluir aire hacia la salida. Esto secomprueba palpando el ducto de salida con el dedo hmedo. La otraprueba que se realiza es calibrando el resorte para una mxima presinde salida y suministrndole slo aire a presin por la salida. Si esta esinferior a la mxima del resorte, no debera salir aire por el ducto opuestode la vlvula (la entrada).

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Los nivel de lubricante deben mantenerse adecuadamente una o msveces por jornada. Es por eso que los operarios deben tener a su alcancelubricante suficiente. Si hubiera condensados de agua, se eliminan por elgrifo de purga ya que el aceite es ms ligero y flota sobre ella, por lo cualesta operacin debera hacerse con regularidad, ya que si el nivel del aguaalcanza el tubo de aspiracin se producira la pulverizacin del agua haciala aplicacin. En condiciones normales, la limpieza o eliminacin desedimentos cada seis meses suele ser suficiente.

PREPARACIN Y TRATAMIENTO DEL AIRE

En la prctica, la calidad del aire comprimido desempea un papelprimordial, tanto en algunas aplicaciones de produccin propiamentedicha como por ejemplo el sector de alimentos, como en la parte delmantenimiento y conservacin de los equipos y accesorios de la red deaire comprimido.

3. IMPUREZAS

Las impurezas en forma de partculas de suciedad u xido, residuos deaceite lubricante y humedad dan origen muchas veces a averas en lasinstalaciones neumticas y a la destruccin de los elementos neumticos.

Mientras que la mayor separacin del agua de condensacin tiene lugaren el separador, despus de la refrigeracin, la separacin fina, el filtradoy otros tratamientos del aire comprimido se efectan en el puesto deaplicacin.

Para evitar las impurezas, se debe procurar un filtrado correcto del aireaspirado por el compresor, la utilizacin de compresores exentos de

aceite es una buena alternativa.MANTENIMIENTO

Limpiar los filtros reutilizables y sustituir los desechables tanto en laaspiracin como en la impulsin (Pre y post filtros).

Los filtros sucios incrementan el consumo energtico y el consumo deaire.

4. TRATAMIENTO DE LA HUMEDAD

Hay que dedicar especial atencin a la humedad que contiene el airecomprimido.

El agua (humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira elcompresor. La cantidad de humedad depende en primer lugar de lahumedad relativa del aire, que -a su vez depende de la temperatura delaire y de las condiciones climatolgicas.

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

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El grado de saturacin es la cantidad de agua que un m3 de aire puedeabsorber, como mximo, a la temperatura considerada. La humedad esentonces del 100%, como mximo (temperatura del punto de roco).

El diagrama de la Figura 15 se muestra la saturacin del aire en funcinde la temperatura.

Figura 15 Caractersticas del punto de roco

mantenimientoComprobar los secadores de aire y controladores. El mantenimientoincorrecto de este sistema implica un incremento del consumo de energaque puede ascender hasta un 30%.

Si el aire comprimido contiene humedad, habr de someterse a un secadoel cual puede ser:

1. SECADO POR ABSORCIN (Figura 16)

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secador se sopla aire caliente, que absorbe la humedad del materialde secado. El calor necesario para la regeneracin puede aplicarsepor medio de corriente elctricao tambin con aire comprimidocaliente.

Disponiendo en paralelo dos secadores, se puede emplear uno para

el secado del aire, mientras el otro se regenera (soplndolo con airecaliente).

Figura 17 Secado por adsorcin Figura 18 secadores Ingersoll-Rand

2. SECADO POR ENFRIAMIENTO ( Figura 19)

Los secadores de aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de unareduccin de la temperatura del punto de roco.

Se entiende por temperatura del punto de roco aquella a la que hay que enfriar ungas, al objeto de que se condense el vapor de agua contenido. El aire comprimido asecar entra en el secador pasando primero por el llamado intercambiador de calor

de aire-aire ( Figura 19).El aire caliente que entra en el secador se enfra mediante aire seco y froproveniente del intercambiador de calor (vaporizador).

El condensador de aceite y agua se evacua del intercambiador de calor, a travs delseparador.

Este aire preenfriado pasa por elgrupo frigorfico (vaporizador) y se enfra mshasta una temperatura de unos 274,7 K (1,7 C) En este proceso se elimina porsegunda vez el agua y aceite condensados.

Seguidamente se puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino, al objetode eliminar nuevamente partculas de suciedad.

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Figura 19 Secado por enfriamiento Figura 20 secadora Ingersoll-Rand

1. ERRORES Y RECOMENDACIONES

1. RECOMENDACIONES

Recomendaciones para el diseo de una red de aire comprimido: vernumeral1.4. En el tendido de las tuberas debe cuidarse, sobre todo, de que la tuberatenga un descenso en el sentido de la corriente, del 1 al 2%. As se evita que elagua condensada que posiblemente en encuentre en la tubera principal llegue atravs de las tomas. Para recoger y vaciar el agua condensada se disponentuberas especiales en la parte inferior de la principal El cuarto demquinas debe tener diferentes elementos aparte delcompresor:

Las impurezas en forma de partculas de suciedad u xido, residuos de aceitelubricante y humedad dan origen muchas veces a averas en las instalacionesneumticas y a la destruccin de los elementos neumticos. Mientras que la mayorseparacin del agua de condensacin tiene lugar en el separador, despus de larefrigeracin, la separacin fina, el filtrado y otros tratamientos del airecomprimido se efectan en el puesto de aplicacin.

Por esta razn se dispone de enfriador, secador, separador de humedad y filtrosadems de una vlvula de seguridad y un tanque (para evitar los pulsos de presin)

para el caso de compresores normales ya que si se coloca un compresor de tornilloeste podra suministrar aire continuo sin necesidad de tanques. (Figura 21)

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Figura 21 elementos del cuarto de maquinas en una red de airecomprimido

Vale la pena anotar que la presin de trabajo necesaria para el sistema deproduccin de la planta, es la presin obtenida despus de estos elementos.

Se recomienda la utilizacin de tanques de almacenamiento de 1 a 1.5 ft3

(28.3 a 42.5 lt) por cada 10 cfm (283.1685 lt/min) de capacidad del compresorpara soportar de manera adecuada los aumentos en la demanda y laspulsaciones existentes. A continuacin se presenta un cuadro de diagnstico para las lneas de

distribucin de aire (Tabla 3)

TIPO DE LNEA POSIBLE CAUSA DELPROBLEMA

SOLUCIN

Sistema de lneasrgidas

Peso muerto de la tubera Aadir ms apoyos

Expansin y contraccin Usar apoyos que permitandesplazamiento lateral de los

tubos.

Presin interna Proveer apoyos adecuados paraprevenir movimiento y flexin.

Fugas Todas las juntas de tuberadeben estar hechas

apropiadamente.

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Reemplazar vlvulas yaccesorios defectuosos.

Si es causado por daos, revisarlas condiciones ambientales y

proteger zonas vulnerables.

Demasiada agua en lastuberas de lasaplicaciones

Revisar que las purgas seanadecuadas y estn en los

lugares correctos.

lneas flexibles Fugas Revisar deterioro en las juntasde los extremos.

Proteger mangueras sujetas adifciles condiciones

ambientales.Considerar el uso de lneas en

espiral que se recogenautomticamente.

Excesiva cada de presin Revisa manguera por agujeros.

Asegurarse que el tamao de lamanguera sea el adecuado.

Tabla 3 diagnostico de las lneas de distribucin de aire.

Se debe tener en cuenta que la causa ms grande de cada de presin sonfiltros saturados. En una lnea de distribucin bien diseada es aceptable unacada del 10% de presin. No incrementar elvalor de la regulacin de presinpara compensar las prdidas; en vez de ello, revise las posibles causas delproblema. Se recomienda una inspeccin peridica del sistema para que este siempreactivo dando productividad. Se debe disponer de un plano de planta y un plano isomtrico de lainstalacin con dimensiones de tubera e indicacin de los elementos y

accesorios. Disponer de una ficha tcnicafsicay digital en donde se registre la fecha derevisin de todos los elementos, recomendaciones del fabricante y/o instalador,al igual que el registrode los fallos, sus causas, reparaciones y fechas del suceso. Ubicar llaves de paso en las tuberas que permitan independizar ramales. No dejar mangueras de los equipos en el suelo ya que los sistemas detransporte dentro de la planta pueden ocasionar averas a veces imperceptibles.

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Evitar fugas de aire (5 a 10 %), cadas de presin a lo largo de la instalacin(2% la presin del compresor) y mnima cantidad de agua en la red.

1. ERRORES

Creer que se puede compensar la insuficiencia de caudal de aire de uncompresor aumentando la capacidad de reserva de aire por medio de tanques.Estos tienen como funcin regular el caudal y evitar cambios bruscos en lapresin. El uso de tanques solo es justificable cuando se necesita granvolumende aire en un periodo de tiempo muy corto. Elevar la presin de trabajo para suplir la falta de aire de suministro. Estaaumenta un poco la reserva de aire pero a un costo en Kw muy alto. Disear la tubera enterrada o subterrnea sin que sea un caso especial. No ajustar herramientas ni inspeccionar constantemente la cada de presin.Fugas pequeas son imperceptibles debido a que el aire es inodoro y no es

visible.

1.BIBLIOGRAFA

Horacio C., Quiroz E. Redes de Aire Comprimido - Compendio deinformacin para asignatura de Mantenimiento I.UniversidadEafit, 2003. Automatizacin Neumtica SMC Latina Carnicer, E. Aire Comprimido TeorayClculo de las Instalaciones. Ed.Gustavo Gili S.A., Barcelona, 1977. pg. 220 Pnuematic Handbook Blanch, F. Curso de Neumtica U.P.C http://www.sapiens.itgo.com/neumatica/ http://air.irco.com/es/air_treatment.asp http://www.mpa.es/productos/accesorios/aftercooler/afterco.htm