El ABC del sistema de tuberías de aire comprimido
Las tuberías de distribución son un componente esencial de cualquier sistema de soluciones de aire comprimido, por lo cual es necesario darle la importancia al diseño de tuberías en su operación.
Tener en cuenta el tamaño adecuado de las tuberías, la distribución eficiente de las mismas, las configuraciones de diseño, las necesidades de mantenimiento con vistas al futuro y las diferencias en los materiales de las tuberías le ayudará a prevenir problemas a largo plazo en su red de distribución de aire comprimido, así como permitir que su operación funcione con la máxima eficiencia. A continuación, descubre las características e importancia de cada factor que debe considerar al diseñar su sistema de tuberías de aire comprimido.
Un sistema de aire comprimido mal diseñado puede aumentar considerablemente los costos de energía, comprometer la integridad del equipo, reducir la eficiencia de la producción y aumentar las necesidades de mantenimiento.
Por el contrario, un sistema de aire correctamente diseñado se opone a cada uno de esos aspectos negativos, a la vez que aporta el gran potencial de "amortizar" al cliente durante la vida útil del sistema.
¿Cómo configurar el diseño de la red de aire comprimido correctamente?
1. Empezar con un bucle o circuito cerrado
En un sistema de bucle o circuito cerrado, el aire fluye en dos direcciones, permitiendo la autocompensación de las pérdidas de carga debidas al gasto de aire comprimido en los puntos de uso. De esta manera se reduce la longitud equivalente real de las tuberías y, por ende, disminuye la pérdida de carga. Además, la necesidad de tuberías también se ve reducida a la mitad.
En resumen, la naturaleza cooperativa del sistema en bucle permite reducir la caída de presión en todo el sistema y suministrar todo el caudal de aire a los equipos posteriores, lo que ayuda a que todos los componentes del sistema funcionen a un nivel óptimo. Las tuberías de derivación se pueden instalar fácilmente desde el bucle de cabecera principal hasta los distintos puntos de uso necesarios.
2. Configurar el diseño de las tuberías
Los tres aspectos principales que hay que tener en cuenta a la hora de configurar un diseño de tuberías eficiente son:
- La disminución de las turbulencias
- La gestión de la velocidad del aire
- La minimización de la caída de presión
La turbulencia es simplemente un flujo de aire en el que el régimen laminar se ve perturbado, es decir, el aire o fluido no discurre de manera lineal si no que presenta variaciones de presiones y velocidades. Dentro del flujo de aire los obstáculos, codos, tes o piezas singulares como caudalímetros, sensores, etc. crean zonas de turbulencia. Las turbulencias tienen un impacto negativo en el suministro de aire, lo que supone un desperdicio de energía y dinero, de ahí la importancia de contar con un experto que conozca la dinámica de fluidos y cómo optimizar una instalación de aire comprimido.
Las turbulencias pueden producirse por interferencia directa o indirecta. Un ejemplo de interferencia directa se produce cuando el aire atraviesa un accesorio de tubería (como un codo de 90°), provocando una ralentización o un cambio de dirección significativo. La interferencia indirecta se produce cuando la velocidad del aire es débil, normalmente debido a un tamaño inadecuado de las tuberías (sobredimensionamiento) o a la contaminación que se ha acumulado en ellas (aumento de zonas de turbulencia y del rozamiento con la tubería).
Minimizar las curvas y los cambios de dirección bruscos en el diseño es una de las mejores maneras de ayudar a reducir las turbulencias.
Siempre es inteligente mirar hacia el futuro y tener en cuenta las futuras necesidades de mantenimiento al planificar su sistema de aire comprimido. Siempre que sea necesario realizar tareas de mantenimiento, debe haber un sistema de derivación que permita un funcionamiento ininterrumpido mientras se realizan las tareas de mantenimiento o las reparaciones, así como las válvulas necesarias para cortar el flujo de aire donde pueda ser necesario aislando equipos o instrumentos.
Además, el aire contiene humedad que puede condensarse con los cambios de temperatura o si el sistema de secado del aire falla. El diseño de la instalación con una pequeña pendiente del 1% garantiza que las condensaciones se presenten en los puntos bajos de la misma, como en depósitos dispuestos con purgadores. Revisar los puntos bajos de la instalación puede prevenir corrosiones y reduce el TCO aumentando la vida útil de todos los elementos instalados.
Los sistemas de tuberías de aire comprimido vienen en una variedad de materiales como aluminio, hierro negro, cobre y plástico. Algunos materiales se corroen fácilmente, lo que provoca la aparición de residuos y partículas contaminando la corriente de aire. Otros materiales afectan a la pérdida de presión debido a la fricción debido a su rugosidad interna, la presencia de soldaduras longitudinales y transversales. Otros ofrecen una mejor opción porque tienen bajos coeficientes de fricción, algo muy importante a tener en cuenta para reducir las pérdidas de carga en la tubería.
Aluminio
- El aluminio es una opción muy popular para las instalaciones de tuberías porque es ligero, tiene una excelente fuerza estructural y es muy resistente a la corrosión.
- Su interior liso permite reducir las pérdidas en las líneas y la reconfiguración del sistema de tuberías es extremadamente sencilla si su instalación se traslada o amplía.
- Aunque el costo inicial de los materiales será mayor que el del hierro negro, el ahorro en la mano de obra de la instalación compensará la diferencia en el costo de los materiales.
Hierro negro
- Por su costo moderado y su amplia disponibilidad, el hierro negro ha sido tradicionalmente una de las opciones de tuberías más populares.
- Sin embargo, el hierro negro es difícil de instalar y mantener.
- Con el tiempo, la oxidación y la corrosión internas de la tubería se convierten en un problema, ya que la corrosión impide el flujo de aire y las partículas se introducen en la corriente de la tubería, causando daños a los equipos.
- Los accesorios y las tuberías son roscados, por lo que hay que desmontar grandes tramos de tubería para solucionar las fugas. Si hay que modificar el trazado de las tuberías, hay que cortar y roscar nuevos tubos.
Cobre
- El cobre es un material excelente, pero algo caro.
- Proporciona una pared interna lisa y sin corrosión para una baja caída de presión.
- La instalación del cobre puede llevar mucho tiempo y puede requerir la intervención de un instalador autorizado, dependiendo de la normativa de su localidad.
- El cobre también puede ser inflexible y caro cuando se trata de reconfigurar y hacer cambios en un sistema existente.
PVC
Cuando esté preparado para determinar la disposición, el diseño y los materiales de su sistema de tuberías, siempre se recomienda que se ponga en contacto con un experto en aire comprimido de confianza. Ellos podrán guiarle a través de los detalles necesarios de las tuberías de aire comprimido y ayudarle a garantizar que su sistema funcione de forma eficiente y eficaz durante años.
