12 de julio de 2024
Es fundamental contar con un sistema de distribución correctamente diseñado en una red de aire comprimido. .Si se hace adecuadamente, se ahorrará energía, las herramientas neumáticas seguirán funcionando en óptimas condiciones y se incrementará la confiabilidad del proceso productivo.
Para tener un sistema de distribución de aire comprimido óptimo, se requieren cumplir con tres aspectos: tener una caída de presión baja entre el compresor y los puntos de consumo, evitar o minimizar las fugas existentes en el sistema, y tener una separación o retención eficiente de los condensados, especialmente si no hay instalada una secadora de aire comprimido.
Mantenimiento de la caída de presión baja entre el compresor y el punto de consumo
Hay que tener en cuenta que las consideraciones a realizar no son solamente para las condiciones actuales, sino que hay que proyectarlas en el futuro a corto y mediano plazo. El costo de la instalación de tuberías y accesorios de mayores diámetros a las requeridas inicialmente, es bajo
El trazado, el diseño y el dimensionamiento de la red son importantes para la eficiencia, la fiabilidad y el costo de la producción de aire comprimido. A veces, una gran caída de presión de la presión de trabajo del compresor, incrementando la presión de ajuste máxima de 7 bar a 8 bar, 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 bar 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 se puede dividir en cuatro partes o áreas principales:
- Generación: transportan el aire comprimido desde los compresores del aire hasta la zona de distribución. En algunas ocasiones se incluye un cabezal colector común a los compresores de aire.
- Distribución: llevan el aire comprimido por la planta, desde el cuarto de compresores hasta las zonas de producción.
- Servicio: canalizan el aire desde la zona de distribución a las aplicaciones o lugares de trabajo donde el aire comprimido es utilizado.
- Accesorios para 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 del aire comprimido con las paredes internas, debido al material y acabado interior de las tuberías de aire comprimido. Además, los cambios de sección y en la dirección del flujo, que se producen en los accesorios (válvulas, tee, codos, etc), también generan pérdidas o caídas en la presión del 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.
Entonces, para el dimensionamiento de la tubería, no solo se considera la longitud de la tubería, sino que se deben considerar los accesorios adicionales que se instalan en la misma, para los cuales se han desarrollado tablas donde ya se especifica la resistencia al flujo expresada en longitud equivalente.
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