9 de septiembre de 2024
Es fundamental contar con un sistema de distribución correctamente diseñado en una red de aire comprimido. Si se hace correctamente, se ahorrará energía y las herramientas neumáticas seguirán funcionando en condiciones óptimas.
Un sistema de distribución de aire comprimido correctamente diseñado exige tres aspectos: una caída de presión baja entre el compresor y el punto de consumo, un mínimo de fugas en las tuberías de distribución y una separación de condensado eficiente si no hay instalado un secador de aire comprimido.
Mantenimiento de la caída de presión baja entre el compresor y el punto de consumo
El trazado, el diseño y el dimensionamiento de la red son importantes para la eficiencia, la fiabilidad y el coste de la producción de aire comprimido. A veces, una gran caída de presión en la tubería se compensa con un aumento de la presión de trabajo del compresor de 7 bares a 8 bares, por ejemplo.
Las redes fijas de distribución de aire comprimido deben dimensionarse para que la caída de presión en las tuberías no supere los 0,1 bares entre el compresor y el punto de consumo más alejado.
A esto se le debe añadir la caída de presión en la conexión de mangueras flexibles, acoplamientos y otros accesorios. Es especialmente importante dimensionar correctamente estos componentes, ya que la mayor caída de presión se produce con frecuencia en este tipo de conexiones.
- l = longitud general de la tubería (m)
- ∆p = caída de presión permitida en la red (bar)
- p = presión absoluta de entrada (bar(a))
- qc = aire libre suministrado del compresor (FAD) (l/s)
- d = diámetro interior de la tubería (mm)
La mejor solución consiste en diseñar un sistema de tuberías de aire comprimido en forma de anillo cerrado alrededor de la zona en la que se consumirá el aire. Después se toman ramales desde la tubería principal a los diversos puntos de consumo. Así se obtiene un suministro uniforme de aire comprimido, aunque la utilización sea de uso intermitente, ya que el aire se conduce hasta el punto de consumo real desde dos direcciones. Este diseño del sistema de aire comprimido se debe utilizar para todas las instalaciones, excepto si algunos puntos de gran consumo de aire están situados a gran distancia de la instalación del compresor. En este caso, se dirige una tubería de aire principal independiente a esos puntos.
Diseño de la red de tuberías de aire comprimido
El punto de partida al diseñar y dimensionar una red de aire comprimido es una lista de los equipos en la que se detallen todos los puntos de consumo de aire comprimido y un diagrama en el que se indiquen sus distintas ubicaciones.
Una red de aire comprimido de mayores dimensiones se puede dividir en cuatro partes principales:
- Tuberías verticales: transportan el aire comprimido desde la sala del compresor hasta el área de consumo.
- Tuberías de distribución: dividen el aire en toda la zona de distribución.
- Tuberías de servicio: dirigen el aire desde las tuberías de distribución hasta los lugares de trabajo.
- Accesorios de aire comprimido
Dimensionamiento de la red de tuberías de aire comprimido
Por lo general, la presión obtenida inmediatamente después del compresor nunca se puede utilizar por completo, ya que la distribución del aire comprimido genera pérdidas de presión, principalmente en forma de pérdidas por fricción en las tuberías, y debido al material de las tuberías de aire comprimido.
Además, los efectos de estrangulación y los cambios en la dirección del flujo se producen en las válvulas y los codos de las tuberías. Las pérdidas, que se convierten en calor, producen caídas de presión.
Las longitudes de tubería equivalentes para todos los componentes de la instalación se calculan utilizando una lista de accesorios y componentes de tuberías, así como la resistencia al flujo expresada como equivalente a la longitud de la tubería. Estas longitudes de tubería "adicionales" se añaden a la longitud inicial de tubería recta. Las dimensiones seleccionadas de la red se vuelven a calcular para garantizar que la caída de presión no sea muy significativa. Las secciones individuales (tubería de servicio, tubería de distribución y tuberías verticales) deben calcularse por separado para instalaciones grandes.
Velocidad del aire
El aspecto que más se pasa por alto en la disposición y el diseño de las tuberías de aire comprimido es la velocidad del aire. Una velocidad excesiva puede causar contrapresión, señales de control erráticas, turbulencias y caídas de presión provocadas por las turbulencias.
La British Compressed Air Society (BCAS) sugiere que una velocidad de 6 m/s o inferior evita que la humedad y la suciedad pasen por los ramales de purga y entren en los controles.
Una velocidad superior a 9 m/s es suficiente para transportar agua y suciedad en el flujo de aire. Por lo tanto, la velocidad de diseño recomendada para interconectar tuberías y colectores principales es de entre 6 y 7 m/s o inferior, y nunca debe superar los 9 m/s.
Si se está encargando de diseñar un sistema de aire comprimido, póngase en contacto con el personal de ingeniería de ventas de Atlas Copco para que le ayuden a diseñar un sistema de distribución de aire comprimido óptimo que le permita reducir sus costes operativos y mejorar la productividad.
