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Consejo Profesional de
            Arquitectura e Ingeniería de
            Misiones




Disertante: Ingeniero Electromecánico
              Petruszynski, Cesar M.
              Ing.cmpetruszynski@gmail.com
Objetivo:

   Refrescar conceptos de neumática, para selección o diseño sistemas
    de aire comprimidos industriales.
1° Parte - Conceptos


   El aire y su composición

   Los diferentes conceptos de presión: atmosférica, relativa, absoluta,
    rango de presión industrial de neumática.

   Las diferentes leyes y la ecuación general de los gases ideales.

   Las propiedades de la mezcla de gases y los conceptos asociados
    con el aire comprimido, como la humedad.
¿Qué es el aire Atmosférico, de qué esta compuesto?
Es un fluido gaseoso, sometido a una presión (presión atmosférica), que contiene gran numero de
compuestos gaseosos, como así, vapor de agua y contaminantes varios (humos, polen, polvos y
contaminantes gaseosos cerca de fuentes de emisión, etc.)

¿Dónde se encuentra y en que cantidad?
Se encuentra en todas partes en forma ilimitada.



  Una vez eliminado el vapor de agua como las impurezas, presenta una composición relativamente constante.




                                                                                                     3er Jueves de noviembre -
                          Composición aproximada en volumen del Aire                                 Día del Aire Puro
                                         Atmosferico                                                 El Día Mundial del Aire Puro
                                                                                                     fue instituido en 1977 por la
                                                        Otros gases +                                Organización Mundial de la
                              Oxigeno                  contaminantes                                 Salud.
                               21%                           1%




                                                                        Nitrogeno
                                                                           78%
¿Qué es la Presión de un gas (o aire)?
 Es el cociente entre la fuerza normal y la superficie sobre en la que incide.


                                      F        FN

                                                    s
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              Pa 
           S
                                              P                                  Su unidad en SI
                                                                                 (Sistema
                                                                                 Internacional) es en
                                                          Patm                   honor a Blaide
                                                                                 Pascal 1623-1662


¿Cuáles son las Unidades de medidas?
¿Qué es la presión atmosférica?
Es la presión ejercida sobre todos los cuerpos por los gases contenidos
alrededor de la Tierra que no se escapan al exterior debido a la fuerza
de gravedad terrestre y forma una envoltura delgada a través de este.




          Actúa en todos los sentidos
    y direcciones con la misma intensidad.




¿Qué es la presión atmosférica Estándar o Referencial?
                     La presión Manométrica medida a nivel del mar es de
                     760mm de Hg, lo que equivale a 1,033kg/cm2 o 1.033hPa
¿La Patm es constante?
No. Esta dependerá de la localización, la
        temperatura ambiental y
 condiciones climáticas, del momento.




Disminuye proporcionalmente con la altura
¿Cuál es la diferencia entre Presión Absoluta y Presión manométrica?
Para tener valores de presión definidos, y no depender de las condiciones climáticas
                                                                            ¿ Que miden los relojitos*#+…?




                                          Presión manométrica o relativa.
                                          La presión relativa es la medida
                                          de presión sobre la presión atmosférica,.
                                          Bar o kg/cm2 o Lb/Pug2


                                                                                         Manómetro


                                               1033 mbar
                                Atmosférica
                                         Vacio. Es la presión resultante
                                         por debajo de la presión atmosférica,
                                         es la presión negativa.
                                         Pulgadas de agua o de mercurio




                                                                                       Vacuo metro
¿Qué es el caudal?
Es la cantidad de aire comprimido que fluye a través de una sección por unidad de tiempo.

                                                                   Tipos de flujos
Leyes de los gases
La composición química del aire comprimido, hace que lo podamos tratar como un
gas ideal.
¿Qué sucede cuando comprimimos un gas ( o aire)?

      Reducción del volumen del gas                       Ecuación general de los gases
      Aumento de presión del gas
      Aumento de la temperatura del gas
      Aumento en la concentración de los contaminantes.




Al confinar un gas en un recipiente, el choque de las moléculas entre si y con las paredes del recipiente es lo que origina
la presión. Al comprimir el gas paulatinamente se aumentará el choque de las partículas, por tener menos área de
acción, aumentando por ende la presión.
Rigiéndonos por las leyes fundamentales de la termodinámica, ese aumento de presión y choque de partículas, trae
consigo un aumento de la temperatura y una reducción del volumen original que ocupa el aire en la atmósfera.
¿Por qué se usa el aire comprimido como fuente de energía?
•Se puede tomar la cantidad necesaria para comprimirla y transformarla en energía potencial para
hacer un trabajo.
•Su acción es más rápida que la hidráulica.
•Fácilmente transportable, almacenable y puede liberarse nuevamente a ambiente.
•Bajo costo de mantenimiento de las instalaciones.
•No es toxico ni explosivo.



 Generación
   de AC                Acumulación
                            AC




 El aire atmosférico sufre un proceso de compresión, y se acumula energía de presión.
 Luego es transformada nuevamente en trabajo mecánico o bien usada para control de procesos
 de regulación mando o medición.
 No toda la energía es utilizada gran parte se pierde por calentamiento por rozamiento y
 reduciendo el rendimiento de la instalación.
¿Por qué se genera agua (condensado) cuando comprimimos aire?
   Por que a cada presión y temperatura, el aire puede contener una cantidad de agua en
    forma de vapor.
   Al comprimir grandes cantidades de aire atmosférico, se produce una cantidad
    considerable de condensados y el aire del depósito se mantiene saturado (100%HR).
    Este %HR es la proporción de la cantidad máxima de agua que puede contener el aire a
    una temperatura determinada.




                                                4 metros cúbicos de aire a 20ºC, 1 atm y 50%HR (8,7gr/m3 HA).




                                            Cuando se comprimen estos 4 metros cúbicos en uno solo habrá 4 veces 8,7
                                            gramos, pero solo dos de estas partes pueden mantenerse como vapor en un
                                            metro cúbico a 20ºC. Las otras dos partes condensarán en gotas de agua,
                                            quedando así el aire con una humedad relativa del 100%, esto es, 17,4 gr/m3
                                            de humedad absoluta
¿Qué es el punto de Rocio?
   Se describe al estado saturado en el cual el aire está cargado con la humedad máxima a
    cierta temperatura. Al No poder incorporar más vapor de agua este se condensa y
    precipita.




 Cuando el vaso está frío por contener una bebida fría o helada, la
 temperatura junto a la superficie del vaso disminuye, y con ella su
 capacidad de contener vapor de agua. El punto de saturación disminuye y el
 vapor de agua contenido en el aire colindante, la propia humedad, se
 condensa en pequeñas gotitas sobre la superficie.

 Se trata de un efecto similar a la formación de rocío en las noches frías de
 invierno y a la condensación de vapor de agua en la parte interior de los
 vidrios de las ventanas cuando en el exterior arrecia el frío invernal.
   2° Parte –
   Sistemas de Aire Comprimidos
   Tipos de compresores
   Depósitos
   Red de aire comprimido
   Factores básico para el diseño de un sistema de aire comprimido.
Son un conjuntos de elementos, que condicionan al aire
atmosférico, para ser acumulado, transportado a treves una red
de cañerías y utilizados en maquinas, herramientas, etc.
La maquina compresora es la encargada de comprimir el aire
atm. a la presión fijada de red (Kg/cm2). Donde es acumulado en
cierto volumen en el deposito, para luego distribuirse por la red, a
las bocas de consumo.
Los dispositivos de trampa de condensado, y filtros sirven para lograr una calidad de aire optima.
Los reguladores de presión llevan a la presión de servicio de cada equipo.
Son maquinas destinadas a elevar la presión de un cierto volumen de aire, admitido en condiciones
atmosféricas hasta una determinada presión exigida por los mecanismos que utilizan aire
comprimido.
La fuerza motriz que utilizan esta maquinas son motores eléctricos o motores a combustión.
   Funciones del deposito:
   Compensar fluctuaciones de la presión en todo el
    sistema, y lograr un flujo continuo de aire
    comprimido.
   Actuar de distanciador de los periodos de regulación.
   Separar el agua de condensado producida.
   Ubicación a continuación de la maquina compresora y
    en lugares de donde la producción o maquina requiera
    un gran consumo (caudal).
   El tamaño del deposito es en función del caudal de
    consumo y la potencia del compresor.
   Si tenemos grandes impulso de consumo provocaría
    velocidades de circulación superiores a la Normal en
    las red de tuberías
   Válvula de seguridad, capaz de evacuar el 110 % del
    caudal del compresor.
   Tipos de redes:
   Red abierta:
    Se constituye por una sola línea principal de la cual se desprenden las secundarias y las
    de servicio. Ventaja: poca inversión inicial , se logran inclinaciones para la evacuación de
    condensados. Desventaja: es su mantenimiento, al punto de utilización del aire
    comprimido llega por un solo camino.
                                                         Red Cerrada:
                                                         En esta configuración la línea principal
                                                     constituye un anillo. La inversión inicial es
                                                     mayor que si fuera abierta. Una desventaja es
                                                     la dirección del flujo de aire cambiará de
                                                     dirección dependiendo del consumo tal como
                                                     se muestra en El problema de estos cambios
                                                     radica en que la mayoría de accesorios de una
                                                     red (Por ejemplo. Filtros) son diseñados con
                                                     una entrada y una salida.. Otro defecto
                                                     dificultad de eliminar los condensados debido
                                                     a la ausencia de inclinaciones.


                                      Red interconectada:
                                     Esta configuración es igual a la cerrada pero con la
                                    implementación de by pass entre las líneas principales.
   Caudal: es el parámetro que me va a determinar la capacidad del compresor y se lo
    puede obtener de las siguientes manera:
   La suma de caudales máximos de trabajo de herramientas, maquinas o procesos
    industriales.
           - Buscar datos en catálogos.
           - Calculo de velocidad de un cilindro o herramienta determinada.
           - Calculo de consumo de Carga/diario
   Aplicando unos coeficiente uso o carga para adecuar el consumo máximo teórico a la
    realidad de cada industria.
   Nivel de producción de la fabrica. Producto/Hs
   Dimensionamiento de la red, accesorios, cañerías de tamaño reducido, agua del
    condensado, óxidos, etc.

                                     Caudales de aire comprimido diarios m3/min

                           8,00
                           7,00
                           6,00
                           5,00
                  m3/min




                           4,00
                           3,00
                           2,00
                           1,00
                           0,00
                                  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
                                                               hs
   La capacidad es el parámetro básico para la especificación de los compresores,
    y es la cantidad de aire en la unidad de tiempo que suministra el compresor
    entre las presiones de trabajo.

   Las unidades que se maneja generalmente entre los fabricantes de equipos
    son:

   En los catálogos de fabricantes se encuentran las siguientes especificaciones.
   CFM: Pies cúbicos por minutos                                                    Ptrabajo  Patmosferico
   M3/min: Metros cúbicos por minutos                                          rc 
                                                                                           Patmosferico
   L/s: Litros por minutos
   Esta especificación es utilizada únicamente para referirse al desplazamiento, y deben estar
    referidas a la presión máx. de servicio y condiciones ambientales que se tomaron la
    medición.

   SCFM: Pies cúbicos por minuto estándar. (Norma América) (Standart Cubic Feet Per
    Minute).
   NCFM: Pies cúbicos por minuto normal (Norma Europea)
   Nm3/ min: Metros cúbicos por minutos normal (Normal Cubic Meter Per Minute).
   Se dan generalmente en los catálogos para el consumo de aire por las herramientas
    neumáticas o equipos. Se refieren al aire libre por minutos (aire atmosférico a la presión y
    a la temperatura estándar o normal).

   Para hacer cálculos en un sistema de aire comprimido El dato sobre la capacidad del
    compresor que da el fabricante debe estar también referido el aire libre, con el objeto que
    exista una correspondencia entre consumo y capacidad.
Aire aspirado por
                                                                                                    un compresor



  *       VT ( Pf  Pi )
 Vc                                                                               Perdida por
               t *1bar                                                             admisión por
                                                                                   Temp.
                                                                                   Ambiente.
 Vc: Caudal del compresor en m3/min                                                Perdidas
                                                                                   por Fugas.
 VT: Volumen del Tanque m3
 T: periodo de carga entre las dos presiones                                       Perdidas por
 Pi: Presión inicial del tanque en bar                                             fricción
                                                                                    en anillos y
 Pf: Presión final del tanque en bar                                               cámara.


La formula no tiene en cuenta las condiciones ambientales de temperatura y humedad del aire, pero da un
valor práctico.


 Ejemplo:                                                                                                 Aire efectivo
                                                                                                                y
 VT: 0,250 m3 (250 Lts)
 T: 2 min                       *   ,25(11  8)                                                           Comprimido

 Pi: 8 bar                     Vc               0,375m3 / min
 Pf: 11 bar                           2 *1bar
   Presión: La presión del sistema, la vamos a obtener de acuerdo a los
    siguientes:

   La presión mayor optima de trabajo de una herramienta, maquina o proceso industrial.
                      -Buscar en catálogos.
                      -Calculo de Fuerza de un cilindro determinado.
                      -Presión determinada por un proceso

También, se considera los siguientes puntos:
 Caída de presión por extensión de la red, accesorios, cañerías de tamaño reducido, agua
  del condensado, oxidos, etc.
 Fugas en la instalación.
 Experiencia del técnico, en el uso de cierta presión en su trabajo.
 Ahorro de energía eléctrica. Cada 1 bar de incremento de presión resulta un 6% de mayor
  consumo de energía.


Presión atmosférica     Presión de generación o red   Diferencial de presión   Caída de presión en red   Presión de servicio   Presión de
     trabajo


Patm:1bar atm             P2:8 bar                           P corte: 8 Bar             Δp: 0,5 bar               Ps: 6.5bar
    Pt:4,5bar
                                                               Prearranque: 7 bar
Con este sistema, el compresor tiene dos estados de servicio, funciona a plena carga o está
desconectado. El motor de accionamiento del compresor se para, al alcanzar la presión
Pmax. y se conecta de nuevo al alcanzar el valor mínimo Pmin.(presión de re arranque)
Sistemas de aire comprimido

   ¿Cuál es el rango de presión de
    trabajo industrial ?
•   Calidad del aire: es poco tenido en cuenta en general, dependerá de la industria y de las
    normas en vigencias para la preparación del aire. Cada Proceso o industria exige un grado de
    tratamiento a aire comprimido.
•   Se trata de eliminar:
•   Polvos, Partículas extrañas óxidos, etc. - Se miden en tamaños de partículas (µm) o densidad max.
    (mg/m3)
•   Agua de condensado – se mide en proporción de agua en G/m3 de liquido
•   Aceites – se mide en densidad max. (mg/m3)
•   Gérmenes. Por análisis químicos

•   Consecuencia de tratar el aire comprimido
•   Reducción rechazo de productos o servicios
•   Reducción de costos de mantenimiento o accionamientos y herramientas neumáticas.
•   Reducción de paradas de emergencia por roturas de accionamiento y de herramientas neumáticas
•   Reducción de en el consumo de energía
•   Evitar corrosión de cañerías
   Los conceptos de aire comprimido, son esenciales para la selección de equipos
    industriales.
   El Caudal de consumo es parámetro que define un equipo de compresión y no la
    Presión.
   La Presión de servicio es lo que debemos garantizar en todos los puntos de la red de
    distribución y utilizar reguladores de presión para cada herramienta de trabajo.
   Debemos garantizar una calidad de aire para un buen mantenimiento del sistema y
    nivel de esta dependerá del tipo de industria.
   Fabrica de Bolsitas


                              Rebobinado




    Extruccion




                  Impresión

                                           Confección
Recuperadora                                Bolsitas
Caudal máximo

                                                                                                  Consumo
 N° de                        Consumo    Consumo     Consumo      Tiempo     Trabajo    Presión
                                                                                                  Total Max
 Maq. o     Característica    unitario   unitario   Total Max.   de uso en    cont. o      de
                                                                                                   m3/min
 Herr.                        NL/min     Nm3/min     Nm3/min        hs       interm.    trabajo
                                                                                                   a 7 bar
   4         Extrusora A        1800       1,8         7,2          24        Const       7
   2         Extrusora B        1650       1,65        3,3          24        Const       7
   5        Recuperadora        1000        1           5           5        Interm.      7
   3        Impresora A         1200       1,2         3,6          8        Interm.      7
   6        Impresora B         1500       1,5          9           8        Interm.      7
                                                                                                    11,20
   3        Impresora C          950       0,95        2,85         8        Interm.      7
   4      Confeccionadora A     2500       2,5          10          12       Interm.      7
   5      Confeccionadora B     2100       2,1         10,5         12       Interm.      7
   4      Confeccionadora C     2230       2,23        8,92         12       Interm.      7
  12          Soplador          1500       1,5          18          6        instan.      7



                                   Qc max  11,20 m3 / min
• Red de aire de la planta
(Q m1 .f cm1  Q m1 .f cm 2  Q m1 .f cm 2 )
        Caudal por cada ramal                                                           Q c Ramal1 
                                                                                                                          rc
         N°                                                 Consumo          Presión de trabajo bar              7     7,91                               Ptrabajo  Patmosferico
Ramales
         de                           Consumo    Consumo      Sub.
                                                                    Factor    Consumo                        Consumo
                                                                                                                                                   rc 
 Secun.
        Maq.       Característica     unitario   unitario    Total
                                                                    carga                     Tipo de                                                          Patmosferico
         o                            NL/min     Nm3/min     Max.            Total Max.                        Total
                                                                                              Trabajo
        Herr.                                               Nm3/min           Nm3/min                         m3/min
         5      Confeccionadora B       2100        2,1       10,5   0,6          6,3          Interm.
         4      Confeccionadora C       2230       2,23       8,92   0,7        6,244          Interm.
   A     2        Recuperadora          1000         1          2    0,6          1,2          Interm.          2,05
         2          Soplador            1500        1,5         3    0,8          2,4          Interm.
         2      Purg. Auto. a flot.      36       0,036      0,072   0,8        0,0576         Interm.
         4         Extrusora A          1800        1,8        7,2   0,7         5,04          Const.
         2         Extrusora B          1650       1,65        3,3   0,8         2,64          Const.
   B     2        Recuperadora          1000         1          2    0,8          1,6          Interm.          1,48
         2          Soplador            1500        1,5         3    0,8          2,4          Instan.                            Q N  55,59N m3 / min
         1      Purg. Auto. a flot.      36       0,036      0,036   0,8        0,0288         Interm.
                                                                                                                                  Q c  7,03 m3 / min
         3        Impresora A           1200        1,2        3,6   0,8         2,88          Interm.
   C1    1          Soplador            1500        1,5        1,5    1           1,5          Instan.      0,56
         1      Purg. Auto. a flot.      36       0,036      0,036    1         0,036          Interm.
         3        Impresora C           950        0,95       2,85   0,8         2,28          Interm.
   C2    1          Soplador            1500        1,5        1,5    1           1,5          Instan.      0,51
         1      Purg. Auto. a flot.     250        0,25       0,25    1          0,25          Interm.
         3        Impresora C           950        0,95       2,85   0,8         2,28          Interm.               3,16
         4      Confeccionadora A       2500        2,5        10    0,8           8           Interm.
   C3                                                                                                       1,61
         2          Soplador            1500        1,5         3    0,8          2,4          Instan.
         1      Purg. Auto. a flot.      36       0,036      0,036    1         0,036          Interm.
         3        Impresora C           950        0,95       2,85   0,8         2,28          Interm.
   C4    1          Soplador            1500        1,5        1,5    1           1,5          Instan.      0,48
         1      Purg. Auto. a flot.      36       0,036      0,036    1         0,036          Interm.
     D     3         Soplador           1500       1,5        4,5     0,6        2,7           Instan.          0,34
                                                                                                                7,03
           Consumo Total                                                          1
                                                                                                               55,59
Análisis del consumo en cada proceso

   Caudal comprimido en el día

   De 8 a 12 hs y 15 a 20 hs la planta tiene su plena producción.
   En función: ramales A, B, C y D.
   Su caudal de aire libre: 55,56 Nm3/min.
   Su caudal a presión de servicio 7bar: 7,03 m3/min.                      Caudales de aire comprimido diarios m3/min


   De 12 a 15hs la planta disminuye su producción.               8,00
   En función: ramales A, B, y D.                                7,00
   No se produce en C.                                           6,00
   Su caudal de aire libre: 30,61 Nm3/min.                       5,00



                                                         m3/min
   Su caudal a presión de servicio 7bar: 3,87 m3/min.            4,00

                                                                  3,00
   De 20 a 8 hs la planta disminuye su producción.
                                                                  2,00
   En función: ramales. B, y D
                                                                  1,00
   No se produce en A, C.
                                                                  0,00
   Su caudal de aire libre: 14,41 Nm3/min.
                                                                         1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
   Su caudal a presión de servicio 7bar: 1,82 m3/min.
                                                                                                      hs
   Cálculos de caída de presión en todos los ramales y el diámetro de tuberías.


Presión de trabajo                                                                                                                                                               7,0             bar
Temp. en el interior de la tubería.                                                                                                                                             30,0             ºC
% de pérdida adm. hasta la boca de consumo:                                                                                                                                       3              %
Caída de presión admisible en la boca de consumo                                                                                                                                0,21             bar                       (X: perdida sumada en el recorrido)




                                                                                                    Velocidad sugerida




                                                                                                                                                                                                       Pérdiada de carga
                                                                                                                                                            Diámetro interior
                                              Caudal Nm3/min




                                                                                                                                          Diám. comercial
                                                                                                                          aproximado mm
                                                                                  Tipo de cañería
                                                                Caudal m3/min




                                                                                                                                                                                                        en el tramo bar
                            Longitud de la




                                                                                                                                           adoptado pulg




                                                                                                                                                                                (c/accesorios)
                                                                                                                                                                                                                                         Recorrido
                             cañería mts




                                                                                                                                                                                  Long. total
                                                                                                                             Diámetro
           Tramo




                                                                                                          m/seg




                                                                                                                                                                 mm
                                                                                                                                                                                                                             1       2       3       4       5

Principal                     85             51,28             6,48             Princ.                 8                 131,14 4"         105,30 120,3 0,11661                                                              X       X       X       X       X
Principal C                   42             32,05             4,05             Princ.                 8                 103,67 4"         105,30 107,4 0,04356                                                              X       X
Ramal A                       34             19,23             2,43              Sec.                  12                 65,57    3"       80,80    99,4     0,05880                                                                                X
Ramal B                       72             12,82             1,62              Sec.                  12                 53,54 2 1/2" 68,80 115,6 0,07211                                                                                   X
Ramal C1                      16              5,13             0,65              Sec.                  12                 33,86 1 1/2" 41,80         25,8     0,03564                                                        X
Ramal C2                      16              5,13             0,65              Sec.                  12                 33,86 1 1/2" 41,80         25,8     0,03564
Ramal C3                      32             12,82             1,62              Sec.                  12                 53,54 2 1/2" 68,80         69,6     0,04342                                                                X
Ramal C4                      16              5,13             0,65              Sec.                  12                 33,86 1 1/2" 41,80         25,8     0,03564
Ramal D                       41              3,21             0,41              Sec.                  12                 26,77 1 1/2" 41,80         50,8     0,02928                                                                                X
                                                                                                                               Pérdida de carga en las bocas de servicio                                                    0,196 0,204 0,189 0,175 0,146
                                                                                                                                                      % de pérdida real                                                    2,80% 2,91% 2,70% 2,51% 2,08%
   Calculo de la capacidad del compresor
   Determinación del consumo especifico de todas las maquinarias de la planta que consuman aire en
    Nm3/min. (Ver. Tabla 2)
   Multiplicar dichos consumos por el coeficiente de utilización individual, que es el tiempo del equipo
    funcionando con relación al tiempo total de un ciclo completo de trabajo o el porcentaje del tiempo de
    utilización sobre una hora de trabajo. (Ver. Tabla 2)
   Sumar dichos resultados. (Ver. Tabla 2)
   Agregar un 10% a un 25% del valor computado en 3), para totalizar las pérdidas por fugas en el sistema.
   Se aplica un factor de simultaneidad al total de la red que dependerá de la cantidad e maquinas, se toma
    0,9.
   Adicionar un 30% para contemplar las futuras ampliaciones, estos es muy importante, ya que de otra
    manera las disponibilidades del sistema serian ampliamente superadas.
   El resultado así obtenido Qn, dependerá del tipo de compresor ya que si este es del TORNILLO se toma
    como marcha continua, pero si es de PISTON, se elegirá un factor de demanda del 70%, obteniendo la
    capacidad del compresor dividiendo el valor de Qn antes hallado por el valor 0,7;resultando:



Por lo tanto las capacidades del compresor serán:
  Capacidad del compresor a Tornillo 81,3 Nm3/min.
       Si trabajamos a una presión de servicio 7 bar, elegiríamos un compresor mayor a 10,16
   m3/min.
  Capacidad del compresor a Pistón 116,1 Nm3/min.
      Si trabajamos a una presión de servicio 7 bar, elegiríamos un compresor mayor a 14,52
   m3/min.

                                                                     Qn
                                                              Qc         1,43
                                                                     0,7
    Alternativa “A”

              Compresor 1 de tornillo K Modelo CSD 82 SCB – 8 bar
Refrigerado por aire - acoplamiento por correa - con perfil Sigma y Sigma Control -
Caudal efectivo a sobre presión final del compresor
Según ISO 1217: a 7,5bar                                                    8,25 m³/min.
Sobre presión máxima de trabajo                                             8 bar
Potencia nominal del motor                                                  45 kw (60 HP)
A 7 bar entrega un caudal de                                                8,83 m³/min.

              Compresor 2 de tornillo K Modelo ASK 32 SCB - 8 bar
Refrigerado por aire - acoplamiento por correa - con perfil Sigma y Sigma Control -
Caudal efectivo a sobre presión final del compresor
Según ISO 1217: a 7,5bar                                                    3,15 m³/min.
Sobre presión máxima de trabajo                                              8 bar
Potencia nominal del motor                                                   18,5 kw (25 HP)
A 7 bar entrega un caudal de                                                3,37 m³/min.




        •     Alternativa “B”
                                                     Compresor de tornillo K Modelo CSD 122 SCB - 8 bar
                                     Refrigerado por aire - acoplamiento por correa - con perfil Sigma y Sigma Control -
                                     Caudal efectivo a sobre presión final del compresor
                                     Según ISO 1217: a 7,5bar                                                    12 m³/min.
                                     Sobre presión máxima de trabajo                                              8 bar
                                     Potencia nominal del motor                                                  75 kW (100 HP)
                                     A 7 bar entrega un caudal de                                                13,37 m³/min.
Elección del sistema de aire comprimido

                Análisis de la capacidad de compresor en base a la demanda
                 diaria
                   Caudales acumulados con proyeccion de crecimiento

         12,00

         10,00
                     Compresor 2
          8,00
m3/min




          6,00

          4,00
                           Compresor 1
          2,00
                                                           Compresor 2
          0,00
                 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
                                               hs                                             Caudales de aire comprimido diarios m3/min

                                                                                  12,00
                                                                                  10,00                         Compresor 2                  Compreso r2
                                                                                   8,00
                                                                         m3/min




                                                                                   6,00
                                                                                   4,00
                                                                                                                               Compresor 1
                                                                                   2,00        Compresor 2                                                 Compresor2

                                                                                   0,00
                                                                                          1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
                                                                                                                              hs

                                                                                                             Actual      con un crecimiento 30%
Elección del sistema de aire comprimido

   Consumo energético de compresores

                            Consumo de Energia

         50,00                                                             18,00
         45,00
         40,00                                                             15,00     Alternativa “A”: 610,81kW-hs por dia
         35,00                                                             12,00     Alternativa “B”: 954,62 kW-hs por dia
         30,00
    kW




         25,00                                                             9,00
         20,00
         15,00                                                             6,00
         10,00                                                             3,00
          5,00
          0,00                                                             0,00
             0

                 2

                     4

                          6

                               8
                                   10

                                        12

                                              14

                                                   16

                                                        18

                                                             20

                                                                   22
                                         hs

                     Alternativa "A"     Alternativa "B"          Caudal




Tarifas: del cuadro tarifario de EMSA, Nº208 vigente 02/2009, para un consumo de usuario adoptado <2.000kW-hs.
         Lo que equivale a un ahorro estimado de $ 28.632,3 anual por solo el costo de energía eléctrica.
   Transparencia 021- Introducción a la Neumática –Micro
   E.U.P.M. Curso de Pneumàtica. U.P.C. - Prof: J.J. de Felipe Blanch. - http://www-
    eupm.upc.es/~mmt/assignatures.htm
   Tecnología
   Apostilla M1001 BR- Neumática Industrial – Parker -Enero 2003
   Seminario de Sistema de Aire comprimido - KAESER Compresores / www.kaeser.com.ar
   Técnica de aire comprimido – Fundamentos, consejos y sugerencias - KAESER
    Compresores / www.kaeser.com.ar
   Apuntes 1,2 y 3 – Principios básicos de aire comprimido - Ing. Petruszynski Cesar M.
   “Diseño y Planificación de una Instalación de aire comprimido para una industria, fuente
    de generación y sistemas de control”- PPS2009- Ing. Petruszynski Cesar M.
Ingeniero electromecánico petruszynski, cesar m.

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Ingeniero electromecánico petruszynski, cesar m.

  • 1. Consejo Profesional de Arquitectura e Ingeniería de Misiones Disertante: Ingeniero Electromecánico Petruszynski, Cesar M. Ing.cmpetruszynski@gmail.com
  • 2. Objetivo:  Refrescar conceptos de neumática, para selección o diseño sistemas de aire comprimidos industriales.
  • 3. 1° Parte - Conceptos  El aire y su composición  Los diferentes conceptos de presión: atmosférica, relativa, absoluta, rango de presión industrial de neumática.  Las diferentes leyes y la ecuación general de los gases ideales.  Las propiedades de la mezcla de gases y los conceptos asociados con el aire comprimido, como la humedad.
  • 4. ¿Qué es el aire Atmosférico, de qué esta compuesto? Es un fluido gaseoso, sometido a una presión (presión atmosférica), que contiene gran numero de compuestos gaseosos, como así, vapor de agua y contaminantes varios (humos, polen, polvos y contaminantes gaseosos cerca de fuentes de emisión, etc.) ¿Dónde se encuentra y en que cantidad? Se encuentra en todas partes en forma ilimitada. Una vez eliminado el vapor de agua como las impurezas, presenta una composición relativamente constante. 3er Jueves de noviembre - Composición aproximada en volumen del Aire Día del Aire Puro Atmosferico El Día Mundial del Aire Puro fue instituido en 1977 por la Otros gases + Organización Mundial de la Oxigeno contaminantes Salud. 21% 1% Nitrogeno 78%
  • 5. ¿Qué es la Presión de un gas (o aire)? Es el cociente entre la fuerza normal y la superficie sobre en la que incide. F FN s P FN Pa  S P Su unidad en SI (Sistema Internacional) es en Patm honor a Blaide Pascal 1623-1662 ¿Cuáles son las Unidades de medidas?
  • 6. ¿Qué es la presión atmosférica? Es la presión ejercida sobre todos los cuerpos por los gases contenidos alrededor de la Tierra que no se escapan al exterior debido a la fuerza de gravedad terrestre y forma una envoltura delgada a través de este. Actúa en todos los sentidos y direcciones con la misma intensidad. ¿Qué es la presión atmosférica Estándar o Referencial? La presión Manométrica medida a nivel del mar es de 760mm de Hg, lo que equivale a 1,033kg/cm2 o 1.033hPa
  • 7. ¿La Patm es constante? No. Esta dependerá de la localización, la temperatura ambiental y condiciones climáticas, del momento. Disminuye proporcionalmente con la altura
  • 8. ¿Cuál es la diferencia entre Presión Absoluta y Presión manométrica? Para tener valores de presión definidos, y no depender de las condiciones climáticas ¿ Que miden los relojitos*#+…? Presión manométrica o relativa. La presión relativa es la medida de presión sobre la presión atmosférica,. Bar o kg/cm2 o Lb/Pug2 Manómetro 1033 mbar Atmosférica Vacio. Es la presión resultante por debajo de la presión atmosférica, es la presión negativa. Pulgadas de agua o de mercurio Vacuo metro
  • 9. ¿Qué es el caudal? Es la cantidad de aire comprimido que fluye a través de una sección por unidad de tiempo. Tipos de flujos
  • 10. Leyes de los gases La composición química del aire comprimido, hace que lo podamos tratar como un gas ideal.
  • 11. ¿Qué sucede cuando comprimimos un gas ( o aire)? Reducción del volumen del gas Ecuación general de los gases Aumento de presión del gas Aumento de la temperatura del gas Aumento en la concentración de los contaminantes. Al confinar un gas en un recipiente, el choque de las moléculas entre si y con las paredes del recipiente es lo que origina la presión. Al comprimir el gas paulatinamente se aumentará el choque de las partículas, por tener menos área de acción, aumentando por ende la presión. Rigiéndonos por las leyes fundamentales de la termodinámica, ese aumento de presión y choque de partículas, trae consigo un aumento de la temperatura y una reducción del volumen original que ocupa el aire en la atmósfera.
  • 12. ¿Por qué se usa el aire comprimido como fuente de energía? •Se puede tomar la cantidad necesaria para comprimirla y transformarla en energía potencial para hacer un trabajo. •Su acción es más rápida que la hidráulica. •Fácilmente transportable, almacenable y puede liberarse nuevamente a ambiente. •Bajo costo de mantenimiento de las instalaciones. •No es toxico ni explosivo. Generación de AC Acumulación AC El aire atmosférico sufre un proceso de compresión, y se acumula energía de presión. Luego es transformada nuevamente en trabajo mecánico o bien usada para control de procesos de regulación mando o medición. No toda la energía es utilizada gran parte se pierde por calentamiento por rozamiento y reduciendo el rendimiento de la instalación.
  • 13. ¿Por qué se genera agua (condensado) cuando comprimimos aire?  Por que a cada presión y temperatura, el aire puede contener una cantidad de agua en forma de vapor.  Al comprimir grandes cantidades de aire atmosférico, se produce una cantidad considerable de condensados y el aire del depósito se mantiene saturado (100%HR).  Este %HR es la proporción de la cantidad máxima de agua que puede contener el aire a una temperatura determinada. 4 metros cúbicos de aire a 20ºC, 1 atm y 50%HR (8,7gr/m3 HA). Cuando se comprimen estos 4 metros cúbicos en uno solo habrá 4 veces 8,7 gramos, pero solo dos de estas partes pueden mantenerse como vapor en un metro cúbico a 20ºC. Las otras dos partes condensarán en gotas de agua, quedando así el aire con una humedad relativa del 100%, esto es, 17,4 gr/m3 de humedad absoluta
  • 14. ¿Qué es el punto de Rocio?  Se describe al estado saturado en el cual el aire está cargado con la humedad máxima a cierta temperatura. Al No poder incorporar más vapor de agua este se condensa y precipita. Cuando el vaso está frío por contener una bebida fría o helada, la temperatura junto a la superficie del vaso disminuye, y con ella su capacidad de contener vapor de agua. El punto de saturación disminuye y el vapor de agua contenido en el aire colindante, la propia humedad, se condensa en pequeñas gotitas sobre la superficie. Se trata de un efecto similar a la formación de rocío en las noches frías de invierno y a la condensación de vapor de agua en la parte interior de los vidrios de las ventanas cuando en el exterior arrecia el frío invernal.
  • 15. 2° Parte –  Sistemas de Aire Comprimidos  Tipos de compresores  Depósitos  Red de aire comprimido  Factores básico para el diseño de un sistema de aire comprimido.
  • 16. Son un conjuntos de elementos, que condicionan al aire atmosférico, para ser acumulado, transportado a treves una red de cañerías y utilizados en maquinas, herramientas, etc. La maquina compresora es la encargada de comprimir el aire atm. a la presión fijada de red (Kg/cm2). Donde es acumulado en cierto volumen en el deposito, para luego distribuirse por la red, a las bocas de consumo. Los dispositivos de trampa de condensado, y filtros sirven para lograr una calidad de aire optima. Los reguladores de presión llevan a la presión de servicio de cada equipo.
  • 17. Son maquinas destinadas a elevar la presión de un cierto volumen de aire, admitido en condiciones atmosféricas hasta una determinada presión exigida por los mecanismos que utilizan aire comprimido. La fuerza motriz que utilizan esta maquinas son motores eléctricos o motores a combustión.
  • 18.
  • 19.
  • 20. Funciones del deposito:  Compensar fluctuaciones de la presión en todo el sistema, y lograr un flujo continuo de aire comprimido.  Actuar de distanciador de los periodos de regulación.  Separar el agua de condensado producida.  Ubicación a continuación de la maquina compresora y en lugares de donde la producción o maquina requiera un gran consumo (caudal).  El tamaño del deposito es en función del caudal de consumo y la potencia del compresor.  Si tenemos grandes impulso de consumo provocaría velocidades de circulación superiores a la Normal en las red de tuberías  Válvula de seguridad, capaz de evacuar el 110 % del caudal del compresor.
  • 21. Tipos de redes:  Red abierta:  Se constituye por una sola línea principal de la cual se desprenden las secundarias y las de servicio. Ventaja: poca inversión inicial , se logran inclinaciones para la evacuación de condensados. Desventaja: es su mantenimiento, al punto de utilización del aire comprimido llega por un solo camino. Red Cerrada: En esta configuración la línea principal constituye un anillo. La inversión inicial es mayor que si fuera abierta. Una desventaja es la dirección del flujo de aire cambiará de dirección dependiendo del consumo tal como se muestra en El problema de estos cambios radica en que la mayoría de accesorios de una red (Por ejemplo. Filtros) son diseñados con una entrada y una salida.. Otro defecto dificultad de eliminar los condensados debido a la ausencia de inclinaciones. Red interconectada: Esta configuración es igual a la cerrada pero con la implementación de by pass entre las líneas principales.
  • 22. Caudal: es el parámetro que me va a determinar la capacidad del compresor y se lo puede obtener de las siguientes manera:  La suma de caudales máximos de trabajo de herramientas, maquinas o procesos industriales. - Buscar datos en catálogos. - Calculo de velocidad de un cilindro o herramienta determinada. - Calculo de consumo de Carga/diario  Aplicando unos coeficiente uso o carga para adecuar el consumo máximo teórico a la realidad de cada industria.  Nivel de producción de la fabrica. Producto/Hs  Dimensionamiento de la red, accesorios, cañerías de tamaño reducido, agua del condensado, óxidos, etc. Caudales de aire comprimido diarios m3/min 8,00 7,00 6,00 5,00 m3/min 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 hs
  • 23. La capacidad es el parámetro básico para la especificación de los compresores, y es la cantidad de aire en la unidad de tiempo que suministra el compresor entre las presiones de trabajo.  Las unidades que se maneja generalmente entre los fabricantes de equipos son:  En los catálogos de fabricantes se encuentran las siguientes especificaciones.  CFM: Pies cúbicos por minutos Ptrabajo  Patmosferico  M3/min: Metros cúbicos por minutos rc  Patmosferico  L/s: Litros por minutos  Esta especificación es utilizada únicamente para referirse al desplazamiento, y deben estar referidas a la presión máx. de servicio y condiciones ambientales que se tomaron la medición.  SCFM: Pies cúbicos por minuto estándar. (Norma América) (Standart Cubic Feet Per Minute).  NCFM: Pies cúbicos por minuto normal (Norma Europea)  Nm3/ min: Metros cúbicos por minutos normal (Normal Cubic Meter Per Minute).  Se dan generalmente en los catálogos para el consumo de aire por las herramientas neumáticas o equipos. Se refieren al aire libre por minutos (aire atmosférico a la presión y a la temperatura estándar o normal).  Para hacer cálculos en un sistema de aire comprimido El dato sobre la capacidad del compresor que da el fabricante debe estar también referido el aire libre, con el objeto que exista una correspondencia entre consumo y capacidad.
  • 24. Aire aspirado por un compresor * VT ( Pf  Pi ) Vc  Perdida por t *1bar admisión por Temp. Ambiente. Vc: Caudal del compresor en m3/min Perdidas por Fugas. VT: Volumen del Tanque m3 T: periodo de carga entre las dos presiones Perdidas por Pi: Presión inicial del tanque en bar fricción en anillos y Pf: Presión final del tanque en bar cámara. La formula no tiene en cuenta las condiciones ambientales de temperatura y humedad del aire, pero da un valor práctico. Ejemplo: Aire efectivo y VT: 0,250 m3 (250 Lts) T: 2 min * ,25(11  8) Comprimido Pi: 8 bar Vc   0,375m3 / min Pf: 11 bar 2 *1bar
  • 25. Presión: La presión del sistema, la vamos a obtener de acuerdo a los siguientes:  La presión mayor optima de trabajo de una herramienta, maquina o proceso industrial. -Buscar en catálogos. -Calculo de Fuerza de un cilindro determinado. -Presión determinada por un proceso También, se considera los siguientes puntos:  Caída de presión por extensión de la red, accesorios, cañerías de tamaño reducido, agua del condensado, oxidos, etc.  Fugas en la instalación.  Experiencia del técnico, en el uso de cierta presión en su trabajo.  Ahorro de energía eléctrica. Cada 1 bar de incremento de presión resulta un 6% de mayor consumo de energía. Presión atmosférica Presión de generación o red Diferencial de presión Caída de presión en red Presión de servicio Presión de trabajo Patm:1bar atm P2:8 bar P corte: 8 Bar Δp: 0,5 bar Ps: 6.5bar Pt:4,5bar Prearranque: 7 bar
  • 26. Con este sistema, el compresor tiene dos estados de servicio, funciona a plena carga o está desconectado. El motor de accionamiento del compresor se para, al alcanzar la presión Pmax. y se conecta de nuevo al alcanzar el valor mínimo Pmin.(presión de re arranque)
  • 27. Sistemas de aire comprimido  ¿Cuál es el rango de presión de trabajo industrial ?
  • 28. Calidad del aire: es poco tenido en cuenta en general, dependerá de la industria y de las normas en vigencias para la preparación del aire. Cada Proceso o industria exige un grado de tratamiento a aire comprimido. • Se trata de eliminar: • Polvos, Partículas extrañas óxidos, etc. - Se miden en tamaños de partículas (µm) o densidad max. (mg/m3) • Agua de condensado – se mide en proporción de agua en G/m3 de liquido • Aceites – se mide en densidad max. (mg/m3) • Gérmenes. Por análisis químicos • Consecuencia de tratar el aire comprimido • Reducción rechazo de productos o servicios • Reducción de costos de mantenimiento o accionamientos y herramientas neumáticas. • Reducción de paradas de emergencia por roturas de accionamiento y de herramientas neumáticas • Reducción de en el consumo de energía • Evitar corrosión de cañerías
  • 29.
  • 30. Los conceptos de aire comprimido, son esenciales para la selección de equipos industriales.  El Caudal de consumo es parámetro que define un equipo de compresión y no la Presión.  La Presión de servicio es lo que debemos garantizar en todos los puntos de la red de distribución y utilizar reguladores de presión para cada herramienta de trabajo.  Debemos garantizar una calidad de aire para un buen mantenimiento del sistema y nivel de esta dependerá del tipo de industria.
  • 31. Fabrica de Bolsitas Rebobinado Extruccion Impresión Confección Recuperadora Bolsitas
  • 32. Caudal máximo Consumo N° de Consumo Consumo Consumo Tiempo Trabajo Presión Total Max Maq. o Característica unitario unitario Total Max. de uso en cont. o de m3/min Herr. NL/min Nm3/min Nm3/min hs interm. trabajo a 7 bar 4 Extrusora A 1800 1,8 7,2 24 Const 7 2 Extrusora B 1650 1,65 3,3 24 Const 7 5 Recuperadora 1000 1 5 5 Interm. 7 3 Impresora A 1200 1,2 3,6 8 Interm. 7 6 Impresora B 1500 1,5 9 8 Interm. 7 11,20 3 Impresora C 950 0,95 2,85 8 Interm. 7 4 Confeccionadora A 2500 2,5 10 12 Interm. 7 5 Confeccionadora B 2100 2,1 10,5 12 Interm. 7 4 Confeccionadora C 2230 2,23 8,92 12 Interm. 7 12 Soplador 1500 1,5 18 6 instan. 7 Qc max  11,20 m3 / min
  • 33. • Red de aire de la planta
  • 34. (Q m1 .f cm1  Q m1 .f cm 2  Q m1 .f cm 2 )  Caudal por cada ramal Q c Ramal1  rc N° Consumo Presión de trabajo bar 7 7,91 Ptrabajo  Patmosferico Ramales de Consumo Consumo Sub. Factor Consumo Consumo rc  Secun. Maq. Característica unitario unitario Total carga Tipo de Patmosferico o NL/min Nm3/min Max. Total Max. Total Trabajo Herr. Nm3/min Nm3/min m3/min 5 Confeccionadora B 2100 2,1 10,5 0,6 6,3 Interm. 4 Confeccionadora C 2230 2,23 8,92 0,7 6,244 Interm. A 2 Recuperadora 1000 1 2 0,6 1,2 Interm. 2,05 2 Soplador 1500 1,5 3 0,8 2,4 Interm. 2 Purg. Auto. a flot. 36 0,036 0,072 0,8 0,0576 Interm. 4 Extrusora A 1800 1,8 7,2 0,7 5,04 Const. 2 Extrusora B 1650 1,65 3,3 0,8 2,64 Const. B 2 Recuperadora 1000 1 2 0,8 1,6 Interm. 1,48 2 Soplador 1500 1,5 3 0,8 2,4 Instan. Q N  55,59N m3 / min 1 Purg. Auto. a flot. 36 0,036 0,036 0,8 0,0288 Interm. Q c  7,03 m3 / min 3 Impresora A 1200 1,2 3,6 0,8 2,88 Interm. C1 1 Soplador 1500 1,5 1,5 1 1,5 Instan. 0,56 1 Purg. Auto. a flot. 36 0,036 0,036 1 0,036 Interm. 3 Impresora C 950 0,95 2,85 0,8 2,28 Interm. C2 1 Soplador 1500 1,5 1,5 1 1,5 Instan. 0,51 1 Purg. Auto. a flot. 250 0,25 0,25 1 0,25 Interm. 3 Impresora C 950 0,95 2,85 0,8 2,28 Interm. 3,16 4 Confeccionadora A 2500 2,5 10 0,8 8 Interm. C3 1,61 2 Soplador 1500 1,5 3 0,8 2,4 Instan. 1 Purg. Auto. a flot. 36 0,036 0,036 1 0,036 Interm. 3 Impresora C 950 0,95 2,85 0,8 2,28 Interm. C4 1 Soplador 1500 1,5 1,5 1 1,5 Instan. 0,48 1 Purg. Auto. a flot. 36 0,036 0,036 1 0,036 Interm. D 3 Soplador 1500 1,5 4,5 0,6 2,7 Instan. 0,34 7,03 Consumo Total 1 55,59
  • 35. Análisis del consumo en cada proceso  Caudal comprimido en el día  De 8 a 12 hs y 15 a 20 hs la planta tiene su plena producción.  En función: ramales A, B, C y D.  Su caudal de aire libre: 55,56 Nm3/min.  Su caudal a presión de servicio 7bar: 7,03 m3/min. Caudales de aire comprimido diarios m3/min   De 12 a 15hs la planta disminuye su producción. 8,00  En función: ramales A, B, y D. 7,00  No se produce en C. 6,00  Su caudal de aire libre: 30,61 Nm3/min. 5,00 m3/min  Su caudal a presión de servicio 7bar: 3,87 m3/min. 4,00  3,00  De 20 a 8 hs la planta disminuye su producción. 2,00  En función: ramales. B, y D 1,00  No se produce en A, C. 0,00  Su caudal de aire libre: 14,41 Nm3/min. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24  Su caudal a presión de servicio 7bar: 1,82 m3/min. hs
  • 36. Cálculos de caída de presión en todos los ramales y el diámetro de tuberías. Presión de trabajo 7,0 bar Temp. en el interior de la tubería. 30,0 ºC % de pérdida adm. hasta la boca de consumo: 3 % Caída de presión admisible en la boca de consumo 0,21 bar (X: perdida sumada en el recorrido) Velocidad sugerida Pérdiada de carga Diámetro interior Caudal Nm3/min Diám. comercial aproximado mm Tipo de cañería Caudal m3/min en el tramo bar Longitud de la adoptado pulg (c/accesorios) Recorrido cañería mts Long. total Diámetro Tramo m/seg mm 1 2 3 4 5 Principal 85 51,28 6,48 Princ. 8 131,14 4" 105,30 120,3 0,11661 X X X X X Principal C 42 32,05 4,05 Princ. 8 103,67 4" 105,30 107,4 0,04356 X X Ramal A 34 19,23 2,43 Sec. 12 65,57 3" 80,80 99,4 0,05880 X Ramal B 72 12,82 1,62 Sec. 12 53,54 2 1/2" 68,80 115,6 0,07211 X Ramal C1 16 5,13 0,65 Sec. 12 33,86 1 1/2" 41,80 25,8 0,03564 X Ramal C2 16 5,13 0,65 Sec. 12 33,86 1 1/2" 41,80 25,8 0,03564 Ramal C3 32 12,82 1,62 Sec. 12 53,54 2 1/2" 68,80 69,6 0,04342 X Ramal C4 16 5,13 0,65 Sec. 12 33,86 1 1/2" 41,80 25,8 0,03564 Ramal D 41 3,21 0,41 Sec. 12 26,77 1 1/2" 41,80 50,8 0,02928 X Pérdida de carga en las bocas de servicio 0,196 0,204 0,189 0,175 0,146 % de pérdida real 2,80% 2,91% 2,70% 2,51% 2,08%
  • 37. Calculo de la capacidad del compresor  Determinación del consumo especifico de todas las maquinarias de la planta que consuman aire en Nm3/min. (Ver. Tabla 2)  Multiplicar dichos consumos por el coeficiente de utilización individual, que es el tiempo del equipo funcionando con relación al tiempo total de un ciclo completo de trabajo o el porcentaje del tiempo de utilización sobre una hora de trabajo. (Ver. Tabla 2)  Sumar dichos resultados. (Ver. Tabla 2)  Agregar un 10% a un 25% del valor computado en 3), para totalizar las pérdidas por fugas en el sistema.  Se aplica un factor de simultaneidad al total de la red que dependerá de la cantidad e maquinas, se toma 0,9.  Adicionar un 30% para contemplar las futuras ampliaciones, estos es muy importante, ya que de otra manera las disponibilidades del sistema serian ampliamente superadas.  El resultado así obtenido Qn, dependerá del tipo de compresor ya que si este es del TORNILLO se toma como marcha continua, pero si es de PISTON, se elegirá un factor de demanda del 70%, obteniendo la capacidad del compresor dividiendo el valor de Qn antes hallado por el valor 0,7;resultando: Por lo tanto las capacidades del compresor serán:  Capacidad del compresor a Tornillo 81,3 Nm3/min. Si trabajamos a una presión de servicio 7 bar, elegiríamos un compresor mayor a 10,16 m3/min.  Capacidad del compresor a Pistón 116,1 Nm3/min. Si trabajamos a una presión de servicio 7 bar, elegiríamos un compresor mayor a 14,52 m3/min. Qn Qc   1,43 0,7
  • 38. Alternativa “A” Compresor 1 de tornillo K Modelo CSD 82 SCB – 8 bar Refrigerado por aire - acoplamiento por correa - con perfil Sigma y Sigma Control - Caudal efectivo a sobre presión final del compresor Según ISO 1217: a 7,5bar 8,25 m³/min. Sobre presión máxima de trabajo 8 bar Potencia nominal del motor 45 kw (60 HP) A 7 bar entrega un caudal de 8,83 m³/min. Compresor 2 de tornillo K Modelo ASK 32 SCB - 8 bar Refrigerado por aire - acoplamiento por correa - con perfil Sigma y Sigma Control - Caudal efectivo a sobre presión final del compresor Según ISO 1217: a 7,5bar 3,15 m³/min. Sobre presión máxima de trabajo 8 bar Potencia nominal del motor 18,5 kw (25 HP) A 7 bar entrega un caudal de 3,37 m³/min. • Alternativa “B” Compresor de tornillo K Modelo CSD 122 SCB - 8 bar Refrigerado por aire - acoplamiento por correa - con perfil Sigma y Sigma Control - Caudal efectivo a sobre presión final del compresor Según ISO 1217: a 7,5bar 12 m³/min. Sobre presión máxima de trabajo 8 bar Potencia nominal del motor 75 kW (100 HP) A 7 bar entrega un caudal de 13,37 m³/min.
  • 39. Elección del sistema de aire comprimido  Análisis de la capacidad de compresor en base a la demanda diaria Caudales acumulados con proyeccion de crecimiento 12,00 10,00 Compresor 2 8,00 m3/min 6,00 4,00 Compresor 1 2,00 Compresor 2 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 hs Caudales de aire comprimido diarios m3/min 12,00 10,00 Compresor 2 Compreso r2 8,00 m3/min 6,00 4,00 Compresor 1 2,00 Compresor 2 Compresor2 0,00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 hs Actual con un crecimiento 30%
  • 40. Elección del sistema de aire comprimido  Consumo energético de compresores Consumo de Energia 50,00 18,00 45,00 40,00 15,00 Alternativa “A”: 610,81kW-hs por dia 35,00 12,00 Alternativa “B”: 954,62 kW-hs por dia 30,00 kW 25,00 9,00 20,00 15,00 6,00 10,00 3,00 5,00 0,00 0,00 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 hs Alternativa "A" Alternativa "B" Caudal Tarifas: del cuadro tarifario de EMSA, Nº208 vigente 02/2009, para un consumo de usuario adoptado <2.000kW-hs. Lo que equivale a un ahorro estimado de $ 28.632,3 anual por solo el costo de energía eléctrica.
  • 41. Transparencia 021- Introducción a la Neumática –Micro  E.U.P.M. Curso de Pneumàtica. U.P.C. - Prof: J.J. de Felipe Blanch. - http://www- eupm.upc.es/~mmt/assignatures.htm  Tecnología  Apostilla M1001 BR- Neumática Industrial – Parker -Enero 2003  Seminario de Sistema de Aire comprimido - KAESER Compresores / www.kaeser.com.ar  Técnica de aire comprimido – Fundamentos, consejos y sugerencias - KAESER Compresores / www.kaeser.com.ar  Apuntes 1,2 y 3 – Principios básicos de aire comprimido - Ing. Petruszynski Cesar M.  “Diseño y Planificación de una Instalación de aire comprimido para una industria, fuente de generación y sistemas de control”- PPS2009- Ing. Petruszynski Cesar M.