Aire Comprimido
La guía Norgren para el
Tratamiento del Aire
El aire que sale de un
compresor está sucio,
caliente, húmedo y general-
mente se encuentra a una
presión mayor de la
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APLICACIONES
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    CONTAMINANTES
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A menudo se piensa         APLICACIONES                                    Circuitos neumáticos generales:
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Aire para respiración:                                Lubricación para grandes cargas de trabajo:         Lubricación por ...
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          Los Puntos de Rocío se mid...
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SELECCION DE FILTROS                                 Figura 18. CAUDALES PARA FILTROS DE                         Figura 21...
CONTROL DE PRESION                                 mente del caudal de salida (característica de      TIPOS DE REGULADOR
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el aire en una distancia corta. Como regla           cador bidireccional colocado conveniente-          Figura 29.
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PROTECCION DE LOS                                 como un dispositivo que posee su salida             diámetro interior no...
Figura 32.             VALVULAS DE ARRANQUE                                AIRE DE ESCAPE
VALVULA DE SEGURIDAD   PROGRESIV...
muy pequeña, y por lo general se dispersará         SELECCION DEL DISPOSITIVO                          OTROS PRODUCTOS PAR...
TRATAMIENTO DEL AIRE
 ASPECTOS GENERALES
 PRPDUCTO




INIGUALABLE GAMA DE             Figura 35.
PRODUCTO                ...
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Tractament aire comprimit

  1. 1. Aire Comprimido La guía Norgren para el Tratamiento del Aire
  2. 2. El aire que sale de un compresor está sucio, caliente, húmedo y general- mente se encuentra a una presión mayor de la requerida por el equipo que se encuentra aguas abajo. Un compresor típico de 50 dm3/seg (100 scfm) impulsará a la instalación, durante un período de un año, 4 500 litros de agua y 8 litros de aceite degradado del compresor, junto con considerables cantidades de partículas de suciedad. Antes de que este aire pueda ser utilizado, necesi- tará ser tratado para eliminar los contaminantes, la presión deberá reducirse hasta el nivel adecuado, y en muchos casos se le deberá añadir aceite para lubricar el equipo aguas abajo. Figura 1. Instalación de aire comprimido en la que aparecen varias aplicaciones de Tratamiento del aire. Ver detalles en páginas 4 y 5. 2
  3. 3. APLICACIONES 4~5 EXTRACCION DE CONTAMINANTES 6 ~ 10 CONTROL DE PRESION 11 ~ 13 LUBRICACION 14 ~ 15 PROTECCION DE LOS SISTEMAS, DEL PERSONAL Y DEL ENTORNO 16 ~ 17 OTROS PRODUCTOS PARA SISTEMAS SEGUROS 18 TRATAMIENTO DEL AIRE NORGREN: VISION GENERAL DEL PRODUCTO 19 ~ 21 GLOSARIO 22 TABLAS DE REFERENCIA 23 3
  4. 4. A menudo se piensa APLICACIONES Circuitos neumáticos generales: equivocadamente que el ej: válvulas y cilindros de control direccional, La siguiente sección muestra varios sistemas en circuitos multi-válvula, limpieza de aire comprimido es una típicos genéricos y el equipo que se utiliza máquinas, motores neumáticos y herramientas fuente económica, o incluso normalmente para la aplicación. Debe de alta velocidad. sin ningún coste de energía. recordarse que cada sistema deberá ser tratado en función de sus características, y separando Se requerirá un lubricador Micro-Fog De hecho, puede llegar a ser los diferentes elementos para asegurar que se para las diferentes direcciones del caudal, 10 veces más caro que la consigue una instalación y unos costes de asegurándose una lubricación completa. electricidad si se tienen en funcionamiento y mantenimiento óptimos. (Figura 2) cuenta todos los costes de Las aplicaciones que aparecen a continuación Figura 2. generación, transmisión, son ramas típicas tomadas de un gran sistema tratamiento e instalación. de distribución con válvulas aisladas situadas frente a todas las ramas para permitir el Una buena preparación del aislamiento de la red pudiendo entonces aire debe considerar por realizar el mantenimiento sin necesidad del tanto el consumo de energía cierre completo de la planta. del sistema y el equipo nece- Para un asesoramiento experto del equipo sario para el tratamiento del adecuado para su aplicación, no duden en aire. contactar con su Centro de Ventas Norgren más Válvula de corte, filtro/reg, lubricador Micro- próximo. Fog, válvula de arranque progresivo/descarga , El proceso de la válvula de seguridad. preparación del aire ha sido Aplicaciones simples múltiples: el alma del negocio de ej: Maquinaria de equipo original Norgren durante 70 años. El propósito de este manual Es frecuente el caso de que en máquinas es el de ofrecer unas direc- relativamente sencillas, se requiera aire trices acerca de la manera lubricado para circircuitos neumáticos y válvulas, y aire libre de aceite para cojinetes más correcta, económica y neumáticos. Para mantener los costes al segura de llevar a cabo el mínimo no es recomendable utilizar dos líneas tratamiento del aire separadas, la disposición típica a partir de una sola línea de suministro de aire sólo puede comprimido en aplicaciones conseguirse como se muestra. industriales. En él sólo Otros elementos tales como presostatos y podemos ofrecer un breve válvulas de retención se encuentran disponibles en sistemas modulares. (Figura 3). resumen de la amplia expe- riencia que Norgren posee Figura 3. como líder mundial en tecnología FRL. Para un asesoramiento más detal- lado, no duden en contactar con su Centro de Ventas Norgren más próximo. Válvula de corte, filtro/regulador, filtro de eliminación de aceite, toma intermedia, lubricador Micro-Fog. 4
  5. 5. Aire para respiración: Lubricación para grandes cargas de trabajo: Lubricación por inyección directa: ej: mascarillas y capuchas, agitación del aire. ej: grandes cilindros con desplazamiento lento. ej: cadenas transportadoras. La aplicación típica asume que las En tales aplicaciones se requieren grandes La aplicación no permite la lubricación entradas de aire son de una calidad razonable, cantidades de lubricante para una lubricación tipo ‘fog’ debido al entorno ambiental y a la sin contaminación de C0 o C02. En algunos efectiva. De nuevo se muestra una válvula de ausencia de una cámara de lubricación. casos puede considerarse la eliminación del arranque progresivo/descarga, pero su (Figura 8) vapor de agua. (Figura 4) utilización dependerá de la aplicación. (Figura 6). Figura 4. Figura 6. Figura 8. Válvula de corte, filtro de aplicación general, Válvula de corte, filtro/reg, lubricador Oil-Fog, Válvula de corte, filtro/reg + lubricador por filtro Ultraire, regulador. válvula de arranque progresivo/descarga, inyección directa. válvula de seguridad. Aplicaciones libres de aceite: Control de Presiones Críticas (Instrumentación): Procesos continuos: por ejemplo, pintura por pulverización, provi- ej: regulación de precisión, sistemas fluídicos, Ej: fábricas de papel, plantas químicas... siones, procesado de películas, polvos. manómetros, control de proceso. Otra faceta del Olympian Plus de Norgren es la Estas aplicaciones no deben tener condensados Se muestra una disposición típica, en la que se capacidad de desarrollar sistemas dúplex. Esto de agua en el sistema aguas abajo. En muchas necesita eliminar los aerosoles de aceite que es muy importante en el caso de sistemas que instalaciones esto requerirá secado de aire. El pueden impedir una respuesta rápida de los nunca pueden detenerse, como en plantas de medio secante (para secadores desecantes o dispositivos aguas abajo. En función de la procesos continuos. Se unen conjuntamente delicuescentes) necesitará protección frente al calidad del aire, el secado puede no ser dos equipos idénticos de aire, uno de los aceite para permitir un trabajo eficiente y el necesario. (Figura 7) cuales puede encontrarse aislado (y sometido a sistema aguas abajo también necesitará ser mantenimiento) mientras que el otro equipo protegido de estas partículas. Una disposición está en funcionamiento. (Figura 9). típica podría ser la de la figura 5, en algunos casos vale la pena tener en cuenta también un filtro de eliminación de vapor de aceite. Figura 5. Figura 7. Figura 9. Válvula de corte, filtro de aplicación general, Válvula de corte, filtro standard, filtro de Sistema Dúplex: válvula de corte, filtro/reg, filtro de eliminación de aceite, secador, filtro de eliminación de aceite, secador, filtro de lubricador, toma intermedia, filtro de elimi- eliminación de aceite, regulador, válvula de eliminación de aceite, regulador de precisión. nación de aceite y válvula de corte x2 con seguridad. conectores de bloque colector. 5
  6. 6. EXTRACCION DE gravedad y el caudal de aire transporten el agua VAPOR DE AGUA CONTAMINANTES hacia circuitos de desagüe situados en los puntos adecuados. Deberán evitarse los bucles Un filtro del tamaño adecuado para El aire producido por un compresor en descenso, en caso de existir se debe colocar una línea de aire comprimido, con un buen está húmedo, caliente y sucio. El primer paso un circuito de desagüe en el bucle en diseño y situado en el lugar correcto eliminará para una buena preparación del aire es el de descenso. Con la excepción de los circuitos de el agua líquida de forma eficaz, pero no filtrar todos estos contaminantes. Esta sección desagüe, todos los puntos de suministro de reducirá el contenido de vapor de agua en el considera la eliminación del agua en estado aire de los conductos de distribución deberán aire. Un mayor enfriamiento del aire puede dar líquido, del vapor de agua, de las partículas salir de la parte superior del conducto para como resultado una mayor condensación del sólidas y finalmente del aceite. impedir que el agua entre en las líneas de agua. Si es esencial una eliminación completa conexión. Véase la figura 1 para la típica de la contaminación del agua, entonces el AGUA disposición correcta de conducciones. contenido de vapor de agua en el aire debe Tal como se ha mencionado anterior- reducirse de forma que el Punto de Rocío del En los sistemas de aire comprimido, el mente, la extracción más eficiente del agua aire sea menor que cualquier temperatura a la vapor de agua existe como contaminante, tendrá lugar a altas presiones, de forma que que el aire del sistema pueda quedar expuesto. originándose en la salida del compresor en deberá evitarse cualquier elemento que Una vez que toda el agua líquida ha forma de vapor, aunque, a medida que el aire se produzca una caída de presión dentro del sido eliminada del aire comprimido, en enfría, existirá tanto en forma líquida como de sistema de distribución. Esto significará condiciones normales el aire se encontrará vapor. también una pérdida de energía para el sistema, completamente saturado con vapor de agua. La cantidad de vapor de agua que e incrementará el coste de la generación de aire Las condiciones particulares de temperatura y puede existir en un determinado volumen de comprimido. Las zonas a evitar en este caso presión a las que el aire comprimido se aire comprimido es directamente proporcional a serán vías complejas de circulación con encuentra en ese momento se conocen como la temperatura del aire e inversamente propor- excesivas curvas y conducciones dimension- cional a la presión. adas inadecuadamente. Ver los Datos de Figura 10 Así, la cantidad de agua será mayor en Referencia en la página 19 para pérdidas por INSTALACION DE COMPRESOR TIPICA cuanto menor sea la temperatura y mayor sea la fricción en los conductos y para los caudales presión, siendo pues en estas condiciones recomendados en los mismos. cuando la eliminación de agua en el aire será La extracción del agua puede más eficaz. conseguirse mediante circuitos de purga por Con el fin de alcanzar este estado, un condensado: válvulas de purga automática y elemento esencial de cualquier sistema que filtros. Estos dispositivos deberán colocarse en siga al compresor será un refrigerador posterior posiciones en las que el agua líquida se eficiente, con la suficiente capacidad como para encuentre presente en cantidades lo suficiente- reducir la temperatura del aire a una diferencia mente grandes como para ser eliminada. no mayor de 8°C respecto a la temperatura del (Véase figura 3). Dada la posibilidad de que el agua que entra en el refrigerador posterior. enfriamiento se produzca durante el paso del El aire saliente deberá ser entonces aire a través de los conductos de distribución y conducido hasta un depósito de capacidad ramificaciones, es preferible instalar pequeños adecuada, situado en el emplazamiento más frío filtros individuales tan cerca como sea posible posible, no debiéndose colocar de ninguna del punto final de utilización del aire, en lugar manera dentro del mismo emplazamiento que de dejar la misión a un único filtro contiguo al el compresor. Esto permitirá enfriar más el aire, receptor de aire. Un punto a recordar es que Figura 11. produciéndose por tanto una mayor conden- dado que la mayor parte del agua aparecerá a CIRCUITO DE PURGA POR CONDENSADO sación. las presiones más altas, deberán emplazarse Generalmente, la capacidad del siempre los filtros aguas arriba de cualquier depósito es aproximadamente 30 veces mayor válvula reductora de presión. que el suministro nominal de aire libre del Los filtros que tienen la capacidad de compresor cuando trabaja en la zona de los 7 eliminar el agua han sido diseñados para una bar, típica para la mayoría de los suministros de eliminación eficiente de la misma y para aire industriales. Véase la figura 10 como producir una muy baja caída de presión de ejemplo de una instalación típica de compresor. acuerdo con los caudales recomendados para El enfriamiento del aire puede las conducciones (véase página 19). Los filtros continuar en los mismos conductos de Norgren satisfacen eficiencias de hasta el distribución generando así más agua. Estos 200% de los valores recomendados. deberán ser colocados con inclinación en la dirección del caudal de aire, de forma que la 6
  7. 7. Presión del Punto de Rocío. Figura 12. TAMAñOS DE PARTICULAS Los Puntos de Rocío se miden Diámetro de Partícula, Micras normalmente a la presión atmosférica y pueden 0,01 0,1 1,0 10,0 100 relacionarse entre sí a través de los gráficos Aerosoles ll l l lll l l l l l l adecuados. Pulverizador Para eliminar el vapor de agua de un Humo de Tabaco sistema de aire comprimido deben emplearse Cabello Humano Secadores de Aire. La eficiencia de estos Virus dispositivos se incrementa en gran medida Bacterias asegurándose de que no se encuentren Sedimentos contaminados por agua líquida o aceite (o Arena Fina combinaciones - emulsiones) y la entrada de Hollín de Carbón aire debe ser a la menor temperatura posible . Polvo de Carbón De esta forma son elementos a añadir al Polen sistema y no alternativas a los filtros y a los refrigeradores posteriores. Existen tres clases principales de Secadores de Aire; PARTICULAS SOLIDAS Figura 5. FILTRO DE APLICACION GENERAL Refrigerador, Secadores Regenerativos Adsorbentes Al igual que en el agua, en cualquier Desecantes y Delicuescentes sistema de aire comprimido existen partículas Absorbentes sólidas, independientemente del tipo de (Las comparativas sobre propiedades compresor. Estas partículas pueden generarse generales y costes se encuentran en forma de desde cuatro fuentes principales: tabla en los Datos de Referencia de la página a) Suciedad atmosférica aspirada en el 23.,////) puerto de entrada del compresor. Con el fin de mantener los costes del b) Productos corrosivos originados por secado de aire al mínimo, considérese lo la acción del agua y de ácidos débiles, siguiente: formados por la interacción de agua y a) ¿Requiere el proceso en particular gases tales como el dióxido de azufre, secado de aire, o basta con refriger- aspirados por el compresor. ;; adores posteriores, receptores y filtros c) Productos de carbono formados por la de alta eficacia? acción del calor de compresión en el ;; b) No especificar Puntos de Rocío aceite lubricante o por el desgaste ;; extremadamente bajos si el proceso normal de los anillos de carbono del no los justifica. pistón utilizados en algunos tipos de c) Limitar el volumen de aire a secar al compresores libres de aceite. que sea realmente necesario para el d) Partículas originadas a partir de la proceso en particular, con un margen fijación mecánica entre la canalización adecuado para ampliaciones futuras. y los componentes, introducidas en el Esto puede significar que sólo una sistema de distribución de aire. zona de la planta de proceso necesite El tamaño de las partículas de emplear un secador. suciedad puede cubrir un rango muy amplio, d) Los mayores requerimientos para desde varios cientos de micras hasta por los filtros de aire normales podrán eliminar secadores de aire en industrias de debajo de una micra (ver figura 12) y el nivel satisfactoriamente partículas de hasta un aplicación general se encuentran allí de filtración depende del grado de limpieza tamaño mínimo de 40 micras. donde existan elevadas temperaturas necesario para cada proceso en particular. La filtración fina en la región de los 10 ambiente. Generalmente, no es recomendable habilitar – 25 µm es la requerida normalmente para una filtración más fina de la estrictamente máquinas neumáticas de alta velocidad, o para necesaria, dado que cuanto más fina sea la instrumentación de control de procesos. La filtración, mayor será la cantidad de suciedad filtración de 10µm e inferior es muy importante atrapada por el elemento de filtraje, con lo cual para micro-motores neumáticos y para éste se bloqueará más rápidamente. cojinetes neumáticos. Los filtros Norgren de Las partículas pueden clasificarse aplicación general se encuentran disponibles según dos grandes grupos; las gruesas con elementos de rangos diversos para ofrecer (40 micras o más) y las finas. La mayoría de estos niveles diferentes de filtración. Algunas 7
  8. 8. aplicaciones pueden llegar a requerir un nivel situación de "último momento" no llegue a Figura 14. de filtración aún mayor, como por ejemplo en producirse, de hecho para algunas aplicaciones FILTRO COALESCENTE ‘PURAIRE’ los casos de pintura por pulverización, aire no será tolerable siquiera este nivel de caída de acondicionado y aplicaciones alimentarias, es presión, en especial si ésta se encuentra en el muy importante la filtración a niveles inferiores punto de generación de un sistema de distribu- a 1µm. En estos casos no pueden utilizarse ción de aire comprimido, dado que el coste de filtros de aire standard, haciéndose necesaria la energía extra en sí mismo ya sería muy elevado. utilización de los filtros de alta eficacia (filtros de eliminación de aceite/coalescentes). Los filtros de aire standard deberán aún así ACEITE utilizarse como pre-filtros junto con estos filtros de alta eficacia. Estos últimos eliminarán La fuente principal de contaminación estas partículas extremadamente finas, y en el por aceite en un sistema de aire comprimido se caso de ser expuestos directamente a las encuentra en el compresor. Un compresor partículas más gruesas, quedarán saturados por lubricado por aceite con una capacidad de ;; las mismas de forma extremadamente rápida. 50dm3/s puede introducir en el sistema hasta ;; Todos los elementos se irán saturando 0,16 litros de aceite por semana. con el uso. El nivel de saturación aceptable El aceite se utiliza para la lubricación ;; dependerá de la aplicación y del conocimiento del compresor, pero cuando aparece junto con energético relativo al funcionamiento de la el aire comprimido previo a la distribución, el planta. Los filtros standard pueden limpiarse y aceite se encuentra en un estado totalmente ser reutilizados, pero en el entorno actual, con inutilizable. Al haber sido sometido a elevadas elevados costes de mano de obra frente al bajo temperaturas durante la compresión del aire, el nivel de precios de las piezas de recambio, aceite queda oxidado y ácido, con lo que puede normalmente la mejor solución es la de ser considerado como un contaminante sustituir los elementos. Esto asegurará también agresivo para el sistema, más que un lubricante una caída de presión mínima tras la reinsta- propiamente, por lo que debe ser eliminado. lación, puesto que la limpieza eliminará, como Los filtros de aire normales eliminarán máximo, un 70% de las partículas acumuladas. el suficiente aceite líquido (junto con agua) Los elementos de filtraje de alta eficacia no como para dejar el aire del sistema en condi- Figura 15. pueden limpiarse y deberán ser sustituidos ciones para alimentar a la mayoría de máquinas INDICADOR DE COLMATAJE DEL FILTRO antes de que lleguen a quedar bloqueados por y cilindros neumáticos, pero en determinados la suciedad. procesos se requiere aire completamente libre Bajo condiciones normales de de aceite. utilización se procede al cambio de los Una solución consiste en utilizar elementos de filtraje de aplicación general compresores libres de aceite (esto es, sin antes de que la caída de presión originada sea lubricación por aceite). Estos compresores mayor de 0,5 bar, o bien durante el manten- producirán, aún así, aire contaminado con imiento periódico anual. El periodo puede suciedad y agua, y a menudo resultará más ajustarse siempre para monitorización de económico utilizar compresores con lubri- aplicaciones críticas utilizando un indicador de cación por aceite junto con refrigeradores colmataje (figura 15). posterires y filtros de aire standard, colocando La sustitución de los elementos de los únicamente filtros de eliminación de aceite de filtros de alta eficacia deberá realizarse cuando alta eficacia en los puntos del sistema en que se alcance una caída de presión de 0,7 bar. De se requiera aire libre de aceite. Ello asegura que nuevo es aplicable la utilización de un indi- la cantidad de aire que necesita tratamiento Las emulsiones pueden eliminarse cador de colmataje de bajo coste. Este disposi- especial se mantenga al mínimo, permitiendo mediante la utilización de filtros de aire tivo posee una escala de dos colores, trabajar en la zona afectada con un filtro standard.El tratamiento de los aerosoles se normalmente verde y rojo. Los elementos especial más pequeño, en lugar de tener que especificará en el siguiente apartado. deberán cambiarse cuando sea visible por utilizar un filtro especial de mayor tamaño para completo el color rojo (o antes de alcanzar la la totalidad de la planta. totalidad del color). También se encuentran El aceite de un sistema de aire disponibles indicadores de colmataje eléctricos comprimido puede existir en tres formas: como Norgren, para facilitar una señalización remota. emulsiones de aceite/agua, aerosoles Los programas de mantenimiento deben (pequeñas partículas suspendidas en el aire) y diseñarse de forma que se asegure que esta vapores de aceite. 8
  9. 9. AEROSOLES DE ACEITE VAPOR DE ACEITE Figura 16. FILTRO DE ELIMINACION DE ACEITE CON Estas gotas minúsculas de aceite se En la mayoría de los procesos la PRE-FILTROS DE APLICACIONES GENERALES encuentran en la corriente de aire, y las que eliminación de vapor de aceite no es necesaria causan mayores problemas tienen un tamaño dado que, a diferencia del vapor de agua, el de entre 0,01 a 1 micra (aprox. el 90%), el vapor de aceite existe únicamente en canti- resto pueden ser ligeramente mayores (ver dades mínimas y no es objetable excepto en figura 12, tabla de tamaños de partículas). circunstancias en las que su olor sea inacept- La mayoría de los filtros standard de able, por ejemplo en el caso de procesado las líneas de aire consiguen la eliminación del alimentario, en industrias farmacéuticas y de agua mediante una acción centrífuga, pero en el bebidas, y en aplicaciones de aire para caso de los aerosoles no es así, debido al respiración. pequeño tamaño de las partículas, y requieren El método más común de eliminación la utilización de filtros especiales de tipo consiste en hacer pasar el aire a través de un coalescente. lecho absorbente, normalmente de carbón Además de eliminar estas pequeñas activo, aunque también pueden utilizarse otros gotas de aceite, estos filtros suprimirán materiales. también gotas diminutas de agua, pero deben Los mencionados filtros de elimi- ser protegidos contra la contaminación de nación de vapor reducirán normalmente el suciedades o gotas de agua de mayor tamaño contenido restante del total de aceite, cuando por medio de filtros standard instalados se utilicen conjuntamente con un pre-filtro inmediatamente aguas arriba (figura 16.) (filtro de aplicación general) y con un filtro Normalmente es recomendable que estos filtros coalescente, a 0,003mg/m3. puedan eliminar partículas de hasta 5 micras o Una idea equivocada muy común en incluso menores, de lo contrario el filtro relación a estos filtros es que también elimi- coalescente quedará rápidamente saturado con narán el monóxido de carbono o el dióxido de suciedad, con lo que se hará necesaria una carbono. En realidad esto no es cierto. sustitución del elemento filtrante. Al igual que con los filtros de elimi- Los filtros coalescentes se clasifican nación de aceite (coalescentes), los filtros de normalmente por la cantidad de aire que eliminación de vapor deberán utilizarse Figura 17. pueden procesar para conseguir un rendimiento únicamente en el caso de que su función sea FILTRO DE ELIMINACION DEL VAPOR DE de eliminación de aceite determinado, normal- necesaria, no superando el rango de caudal ACEITE ‘ULTRAIRE’ mente un contenido residual de aceite en el aire máximo y precedidos siempre por un filtro de de salida de 0,01 mg/m3 (o 0,01 ppm). Si se aplicación general y por un filtro coalescente. intenta trabajar con valores superiores a estos Esto minimizará el tamaño de los filtros sólo se conseguirá obtener una mayor caída de requeridos y por tanto el coste de la insta- presión en la unidad y por lo tanto unos costes lación. excesivos de energía, pero más importante aún, Norgren ofrece un filtro integrado el contenido de aceite residual se incrementará. coalescente y de eliminación de vapor dentro Esto podría ser aceptable en algunas aplica- de la gama Olympian Plus. (Ver figura 17). Ello ciones en las que la eliminación del aceite incluye un indicador de servicio por cambio de hasta niveles del orden de 0,5 mg/m3 es color como standard. adecuado para proporcionar un grado de La ubicación de la toma de entrada del protección a un sistema particularmente compresor puede también tener su efecto sobre propenso a un alto nivel de contaminación por el nivel de filtración requerido, si, por ejemplo, aceite. la toma se encuentra situada cerca de una La Figura 18 muestra las capacidades fuente de vapores de hidrocarburos, etc. Una de caudal de los filtros Norgren coalescentes entrada de aire limpio reducirá el coste de la para alcanzar un rendimiento dado. producción de aire comprimido. 9
  10. 10. SELECCION DE FILTROS Figura 18. CAUDALES PARA FILTROS DE Figura 21. APLICACION GENERAL NIVELES DE FILTRACION RECOMENDADOS. Una vez considerados todos los Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* Clase de Calidad Típica Aplicación contaminantes, puede ya determinarse el grado Tuberia Aceite Suciedad de limpieza del aire de cada parte de una planta 1/8" F07 15 Agitación por aire comprimido 1 3 industrial o proceso. Unicamente mediante la 1/4" F72G 30 Cojinetes neumáticos 2 2 utilización de los filtros correctos en su 1/2" F64G 70 emplazamiento adecuado, pueden mantenerse Calibración neumática 2 2 los costes de energía y mantenimiento al F74G 83 Motores neumáticos 4 4 mínimo. El volumen de aire implicado en cada 1" F15 175 Máquinas para fabricación etapa debe siempre ser considerado como de Ladrillos y Vidrios 5 4 subdimensionado, la utilización de filtros *Caudal a 6,3 bar y 0,5 bar de caída de inadecuados es una de las causas principales presión. Limpieza de componentes de máquinas 3 4 de costes de energía. La figura 21 muestra una guía muy Figura 19. Construcción 4 5 general referente a los niveles típicos de CAUDALES PARA FILTROS DE ALTA EFICACIA Cinta transportadora, limpieza requeridos por los procesos más Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* Clase productos granulares 2 4 comunes. Cada aplicación deberá considerarse, Tubería de Cinta transportadora, sin embargo, según sus propias circunstancias. eliminación productos en polvo 1 3 Las recomendaciones acerca del 1/8" F39 2,8 2 Fluídico, circuitos de potencia 2 5 secado del aire son particularmente difíciles, 1/4" F72C 4,5 2 dado que dependen de la temperatura de la Fluídico, sensores 2 3 canalización principal del aire comprimido, de 3/8" F64C 16 2 Máquinas de Fundición 4 5 su ubicación respecto a la aplicación/máquina, F64B 7 1 Alimentos y Bebidas 1 1 así como del nivel de reducción de presión y F74C 16 2 Herramientas neumáticas del caudal de aire. 1/2" F64H 28 2 operadas manualmente 5 5 Para los sistemas de generación y F64L 11 1 Máquinas herramienta 5 4 distribución de aire correctamente diseñados, el secado es raras veces requerido en países de F74H 28 2 Minería 5 5 temperaturas ambiente y grados de humedad 1" F53 60 2 Fabricación de Micro-electrónica 1 1 relativa típicamente bajos o moderados. F52 60 1 Máquinas de embalaje y textiles 5 3 Cuando se elija un filtro para la 1 1/2" F47 85 2 Procesado de películas fotográficas 1 2 limpieza de aire comprimido, asegurarse de que: F47 120 3 Cilindros neumáticos 3 5 q Se ha seleccionado el tipo correcto de 2" F47 200 2 Herramientas neumáticas 5 4 filtro y el elemento filtrante para la F47 286 3 Herramientas neumáticas eliminación de partículas. l 0 l 10 l 100 l 1 000 (de alta velocidad) 4 3 q La eficiencia de la eliminación de **Caudal con entrada de 6,3 bar para alcanzar Instrumentos de control de proceso 2 3 líquido es alta y no es posible la re- los requerimientos de ‘clase’. entrada. Pintura por pulverización 1 1 q Exista una facilidad de mantenimiento **Ver figura 20. Aspersión de arena 4 5 y de recogida del líquido condensado. Máquinas de soldadura 5 5 q Mediante una buena visibilidad del Aire Taller General 5 4 condensado y/o del elemento se asegura que la función se ha Figura 20. conseguido o que existe una necesidad de mantenimiento. Este CLASIFICACION DE LA CALIDAD DEL AIRE SEGUN ISO 8573 elemento puede ser un dispositivo de Clase de Calidad Suciedad Presión del Agua Punto de Rocío Aceite caída de presión, un indicador de nivel Tamaño de Partículas °C (ppm vol.) a 7 bar g (incluido vapor) mg/m3 de líquido o un recipiente transpar- 1 0,1 -70 (0,3) 0,01 ente. 2 1 –40 (16) 0,1 Con el fin de ayudar en la determinación del tipo de eliminación del agua 3 5 –20 (128) 1 y partículas, la figura 20 muestra la 4 40 +3 (940) 5 Clasificación de la Calidad del Aire según 5 — +7 (1 240) 25 ISO 8573. 6 — +10 (1 500) — 10
  11. 11. CONTROL DE PRESION mente del caudal de salida (característica de TIPOS DE REGULADOR caudal). Se fabrican diseños standard que Con el fin de utilizar el aire alcanzan determinados niveles del rendimiento Aunque Norgren produce una amplia comprimido de la forma más eficaz, es nece- ideal en cada característica. Una aplicación gama de reguladores, éstos pueden dividirse de sario reducir la presión hasta precisamente el simple con no excesivas demandas en relación forma muy general en 4 tipos: valor requerido para esa aplicación particular. a los requerimientos de los dos principios De aplicación general Todos los equipos neumáticos poseen podría utilizar una válvula reductora standard Pilotados una presión de trabajo óptima. Su utilización a que por lo tanto originaría bajos costes. La De Precisión una presión mayor causa un desgaste excesivo, selección y puesta en práctica correctas de las Para aplicaciones especiales sin un incremento significativo en cuanto a partes importantes del sistema de aire La mayoría de los reguladores de rendimiento, al tiempo que se desperdicia el conseguirán en el mismo el menor coste con aplicación general son del tipo de diafragma aire comprimido en sí mismo y el coste una eficiencia de energía óptima. (figura 21). Estos reguladores suelen ser más necesario para su generación. Si el aire Unas características de regulación sensibles que los reguladores de tipo pistón, comprimido se almacena a su valor de presión pobres se traducirán en una variación en la que tienen tendencia a poseer una mejor mayor y se utiliza exactamente al valor mínimo presión de salida, aunque, en el conjunto de las capacidad de caudal para un tamaño dado. En requerido para la aplicación, el depósito de aplicaciones de aire comprimido, las presiones la mayoría de los sistemas de aire comprimido, almacenamiento o el receptor sólo necesitan de entrada son bastante constantes, de forma el requerimiento principal es su respuesta, más llenarse desde un nivel aproximadamente que este hecho supone pocos problemas. que su compacticidad para un determinado intermedio hasta su capacidad completa, lo La penalización por unas caracterís- tamaño de tubería, con lo que aquí los regu- cual es más eficiente. Con el fin de alcanzar ticas de caudal pobres se traduce en una caída ladores de tipo diafragma son los más esta utilización óptima, el compresor trabaja de presión que se refleja directamente en comunes. normalmente entre dos niveles de presión, esto costes de energía. Cada regulador está Los reguladores pueden ser con es, el receptor posee normalmente un sometido a un cierto nivel de caída de presión, escape o sin escape. La característica de presostato ajustado para cerrar el compresor al de forma que para un buen diseño del sistema escape permite que la presión del sistema (a la alcanzar el nivel de presión requerido (usual- ésta es la propiedad a analizar más importante. salida) se pueda ajustar de un mayor nivel a mente el máximo alcanzable para conseguir la Puede conseguirse un importante otro menor sin necesidad de actuar sobre el eficacia en la filtración), así como un nivel ahorro en costes empleando una válvula equipo aguas abajo (esto se lleva a cabo menor normalmente alrededor del 10 - 20% reductora conjuntamente con cilindros de doble disponiendo de un orificio de purga a través del por debajo. Esta cifra puede optimizarse efecto con los que a menudo puede utilizarse diafragma hacia la atmósfera). Generalmente cuando se consideren el tamaño del receptor, la una presión reducida en la carrera de retorno, este orificio de purga es muy pequeño en demanda de caudal del sistema y el nivel de pudiendo llegar a alcanzarse ahorros de hasta relación a las conexiones principales del salida del compresor. Como resultado a esta el 30% en costes. Esto puede ser muy regulador, por lo que no puede conseguirse un disposición, el compresor no está en marcha importante en el caso de instalaciones con gran caudal de escape, lo que no será consid- de forma continua: utiliza un exceso de energía muchos cilindros. erado como un dispositivo de descarga total y que produce más calor, el cual a su vez genera Un punto en común de todos los ni siquiera un dispositivo de seguridad. agua. Esta debe ser eliminada (coste extra) para reguladores de presión es de que con el fin de Las versiones sin descarga no poseen suministrar una presión para los requerim- poder trabajar constante y repetidamente dentro una conexión desde el sistema aguas abajo ientos del sistema que resulta excesiva y de sus límites de diseño requerirán un sumin- hasta la atmósfera, con lo que únicamente origina un gran desgaste (coste extra) sin istro de presión al menos 1 bar por encima de pueden ser ajustadas desde una presión ningún incremento en el rendimiento. la presión de salida requerida. También podrán Por lo tanto, una válvula reductora de trabajar con un diferencial inferior, pero esto Figura 22. REGULADOR STANDARD presión puede generar ahorros de coste puede perjudicar su rendimiento. superiores a su precio en un tiempo muy breve. También es obligatoria en aplicaciones tales como pistolas de aire comprimido y boquillas refrigerantes en las que la utilización de aire comprimido a elevadas presiones es potencial- mente peligrosa. Las válvulas reductoras de presión o los reguladores poseen dos características principales que deben ser consideradas a la hora de determinar cuál de ellas escoger, como son su capacidad de mantener la presión de salida constante, independientemente de la presión de entrada (propiedad denominada característica de regulación) e independiente- 11
  12. 12. elevada de salida, alcanzada o deseada, hasta respuesta a pequeños cambios de presión. Figura 24. una menor mediante un funcionamiento cíclico Puede conseguirse otro nivel de REGULADOR DE PRECISION MICRO-TROL del equipo aguas abajo, o utilizando una precisión en el control utilizando un regulador NORGREN válvula de corte 3/2 para expulsar el exceso de piloto con realimentación. Este dispositivo aire del sistema aguas abajo. detecta la presión de salida en el sistema y una Los reguladores pilotados son conexión de tubería envía la señal hacia el aquellos que no poseen medios mecánicos regulador piloto, donde se compara con la directos para el ajuste de la presión de salida. señal de salida deseada y se ‘compensa’ Esto elimina problemas de nivelación para incrementando la presión de salida si la señal conseguir altas presiones (16 bar y superiores) de realimentación es demasiado baja, o en unidades de tubería de gran tamaño. La disminuyendo la misma si la señal es presión de salida se controla mediante una demasiado alta. Este tipo de control se emplea señal de aire a presión (Figura 23) que es normalmente en el caso de que se requiera un producida normalmente por un regulador de gran caudal de aire constante para un proceso precisión. Ello permite, por ejemplo, situar un continuo. regulador pilotado en una ubicación remota de Los reguladores de precisión (o un gran sistema de distribución, normalmente controladores) se utilizan normalmente para sobre el techo de un edificio, pero su ajuste aplicaciones de instrumentación en las que son una pérdida de aire: es el precio que debe puede ser realizado hasta obtener la presión de necesarias una repetitibilidad exacta y una pagarse con el fin de alcanzar la respuesta tan salida deseada desde el nivel del suelo. Para la posibilidad de fijar la presión de salida durante rápida que requieren las aplicaciones, necesaria mayoría de aplicaciones pilotadas es mejor un tiempo determinado. Estos reguladores para mantener la presión del sistema llevar a cabo la lectura de la presión del poseen normalmente un rango de caudal de constante. Los mejores reguladores de sistema o salida desde el mismo regulador salida bajo, pero presentan características precisión utilizan también un funcionamiento pilotado (normalmente llamado esclavo) o del superiores de caudal y regulación. Su integral por piloto, trabajando efectivamente sistema de distribución, dado que la presión de capacidad para alcanzar el nivel ideal en cuanto con dos diafragmas y dos válvulas, una salida del regulador piloto no es normalmente a características de caudal y presión se refleja pequeña y sensible, y la otra un esclavo para la misma. en su tamaño y su precio. asegurar que el rendimiento general satisface Los reguladores pilotados también Generalmente, la mayoría de los los requerimientos de la aplicación particular. proporcionan un mejor rendimiento si se reguladores de precisión utilizan una disposi- Otra característica de los reguladores elimina el resorte de control y normalmente ción especial para conseguir un escape de precisión es su capacidad de descarga, poseen una mayor área de diafragma en constante de aire de salida a la atmósfera. A algunos poseen la capacidad de descargar comparación al área de válvula, lo que mejora pesar de que esto representa un coste para el hasta un 80/90% de su caudal regulado también la precisión del control de presión en sistema en su conjunto, puesto que se trata de recomendado para aplicaciones especiales, tales como tensionado de correas, enrollado y Figura 23. equilibrado de papel. (Figura 24). INSTALACION TIPICA DE UN REGULADOR DE PRESION PILOTADO Los reguladores para aplicaciones especiales pueden cubrir una amplia gama de demandas específicas, incluyendo el cumplim- iento de requerimientos ambientales precisos ENTRADA DE relativos a materiales especiales, con grandes AIRE caudales de descarga, accionamiento de pistones en lugar de ruedas manuales, etc. Pueden tratarse de derivados de cualquiera de LINEA DE los otros tipos de reguladores con adiciones REGULADOR PILOTO PILOTAJE según su aplicación específica. Estos pueden CONVENCIONAL ser variaciones de los reguladores normales ENTRADA DE aplicadas en función del mecanismo específico. AIRE REGULADOR PILOTADO SELECCION DEL REGULADOR Asegurarse de que el regulador elegido se adapta perfectamente a los requer- imientos de rendimiento de la aplicación. Un regulador que controle la presión para una SALIDA DE AIRE conducción de distribución será normalmente 12
  13. 13. del tipo de aplicación general, o para el caso de FILTROS/REGULADORES Figura 27. aplicaciones de gran volumen/caudal, deberá FILTRO/REGULADOR STANDARD ser pilotado. Los filtros/reguladores tienen la Determinar si los requerimientos finalidad de limpiar el aire que se dirige a la sobre rendimiento se cumplen con un regu- aplicación y controlar la presión en una sola lador standard o con uno de precisión. unidad compacta. Para aplicaciones de tipo Determinar posteriormente si la capacidad de general, los filtros/reguladores tienen general- caudal del regulador es apta para las necesi- mente un coste inferior al de dos unidades por dades del tamaño de tuberías (ver figura 38) y comprobar las características de caudal del separado. regulador. La figura 25 muestra los rangos de Algunos filtros/reguladores son caudal de los reguladores Norgren de apli- especiales para aplicaciones de cación general. Si no existe variación en la instrumentación con propiedades de elimi- presión de entrada para la aplicación, entonces nación de partículas muy finas o incluso de la característica de regulación del regulador no eliminación de aceite, con características tiene importancia, pero sí la tiene la caracterís- propias del regulador de precisión, así como tica de caudal. Si la presión de entrada se hay otros con propiedades de compatibilidad encuentra sometida a variaciones, entonces de materiales especiales. deberán considerarse también las caracterís- ;;; ticas de regulación del regulador seleccionado. Figura 26. Junto con la mayoría de los regu- CAPACIDADES DE CAUDAL DEL ;;; ladores se ofrece una amplia gama de muelles. FILTRO/REGULADOR NORGREN. ;;; Idealmente, los reguladores deberán hacerse Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* trabajar en el tercio central de su gama, dado Tubería que en la zona inferior de la gama el muelle 1/8" B07 6,2 pierde cierta sensibilidad y en la zona superior 1/4" B72G 38 pueden desviarse de la linealidad. También los 1/2" B64G 110 muelles de la gama baja pueden ayudar a 1/2" B74G 100 reducir la caída de presión, de forma que los 1" B15 230 muelles pueden escogerse para adaptarse de forma óptima a los requerimientos del sistema. *Caudal con 10 bar de entrada, 6,3 bar de En un regulador de precisión deberá salida y 1 bar de caída de presión. decidirse el nivel de sensibilidad requerido, las características de caudal y de regulación, y si Figura 28. LUBRICACION FILTRO-REGULADOR DE ALUMINIO PARA LA es necesaria capacidad de descarga y sensibil- idad a la temperatura. Debe seleccionarse El siguiente paso para el tratamiento INSTRUMENTACION únicamente un regulador apto para esta del aire comprimido es el de introducir en el aplicación. Mediante una selección correcta aire una cantidad adecuada de lubricante, puede obtenerse un regulador standard con normalmente aceite que permita al equipo de características de rendimiento normales que trabajo satisfacer sus requerimientos de forma además cumpla lo que puede considerarse una eficiente sin una excesiva resistencia o función de regulador de precisión, sin desgaste. Una resistencia excesiva al degradación del sistema, a un coste de insta- movimiento provocará un consumo adicional lación menor y con mayor rentabilidad. de energía, y un desgaste excesivo conducirá a un acortamiento de la vida del equipo, origi- Figura 25. nando un coste extra. CAUDALES PARA REGULADORES STANDARD Existen dos tipos básicos de lubri- Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* cador standard: aerosol y bomba de inyección. Tubería El que más se utiliza es el aerosol, que 1/8" R07 6,5 fue el primer dispositivo de lubricación de 1/4" R72G 33 líneas de aire comprimido con funcionamiento 1/2" R64G 120 automático, inventado por Norgren en 1927. R74G 105 Los lubricadores por aerosol se 1" R15 180 encuentran disponibles en dos tipos princi- pales, Oil-Fog y Micro-Fog. En un lubricador *Caudal con 10 bar entrada, 6,3 bar salida y 1 Oil-Fog, la pulverización producida posee bar de caída de presión. generalmente partículas de aceite relativamente grandes, y por lo tanto sólo se mantendrán en 13
  14. 14. el aire en una distancia corta. Como regla cador bidireccional colocado conveniente- Figura 29. práctica general la distancia máxima a la que mente, que ayudarán a superar dichos prob- LUBRICADOR OIL-FOG un lubricador Oil-Fog deberá colocarse lemas. respecto al dispositivo neumático es de 9 El segundo tipo de lubricador, la metros. Las partículas más grandes se ven más bomba de aceite por inyección es un disposi- fuertemente afectadas por la gravedad, y por lo tivo de desplazamiento positivo. Dada su tanto los lubricadores Oil-Fog no deberán naturaleza, no puede suministrar lubricante de utilizarse para lubricar un dispositivo a un nivel forma continua, pero posee aplicaciones mayor que el lubricador. particulares en máquinas de roscar tuercas de El lubricador Micro-Fog utiliza un multicabezales, en las que los lubricadores generador especial de pulverización para convencionales repartirán los caudales de aire atomizar sólo una fracción del aceite. en función de la geometría del camino. La Dado que la pulverización transportada bomba de inyección suministrará la misma por el aire está formada ahora únicamente por cantidad de lubricante al punto de aplicación partículas ligeras, de un tamaño menor a 2 para cada ciclo. Este tipo de lubricador se micras aproximadamente, la gravedad no tiene utiliza a menudo en cadenas transportadoras en el mismo efecto sobre ellas y por lo tanto esta las que su aplicación superará los problemas pulverización también sirve para largas de lubricadores convencionales incorrecta- distancias, y así como a través de líneas de mente situados o ajustados. alimentación más complejas sin humedecer Varios de los citados inyectores exteriormente la tubería. El lubricador Micro- pueden distribuirse conjuntamente para lubricar Fog puede también asegurar una distribución un gran número de puntos diferentes, pero a la proporcional a través de múltiples salidas de misma frecuencia. lubricación, lo que es ideal para circuitos de Sea cual sea el tipo de lubricador control multiválvula. utilizado, es importante recordar que todos los Una primera comparación entre estos lubricadores constituyen sistemas de pérdida dos tipos de lubricadores puede conducir a una total, puesto que el lubricante dispensado división simple de los mismos entre transporte alcanzará su superficie de trabajo y quedará llenar el depósito durante su uso. La mayoría superior (Oil-Fog) o de transporte inferior dividido en partículas más pequeñas, que se de los lubricadores Micro-Fog pueden incor- (Micro-Fog). Todas las gotitas de aceite que se ‘perderán’ a medida que el sistema realiza porar una conexión para llenado rápido que muestran en el visor Oil-Fog pasarán al ciclos de trabajo. suministra el lubricante a una presión de sistema, en cuanto al Micro-Fog, únicamente La cantidad de aceite que deberá ser aproximadamente 1 bar por encima de la entre el 5 al 10% de las gotas observadas entregada a un sistema neumático para que se existente en el depósito. serán enviadas al sistema. El Micro-Fog puede consiga una lubricación suficiente es difícil de También existen dispositivos de por tanto ser utilizado en aplicaciones en las determinar, dado que cada sistema es diferente. llenado automático que pueden ser utilizados que únicamente se requieran muy pequeñas Los dispositivos neumáticos de un sistema para suministrar a la vez a diferentes depósitos cantidades de lubricante, normalmente sobre pueden requerir diferentes cantidades de simultaneamente desde una única posición zonas amplias. Mediante el ajuste del ritmo de lubricante, por lo que deberán siempre seguirse centralizada. goteo puede conseguirse un suministro de las recomendaciones de los fabricantes del Otra forma facilitar el llenado aceite superior para alcanzar el del lubricador equipo, siempre que existan. automático de los lubricadores o de asegurarse Oil-Fog en utilización normal. Como orientación general, para la de que las operaciones importantes nunca se El principio Micro-Fog ha hecho mayoría de sistemas neumáticos será un buen quedan sin lubricante es utilizando un inter- posible la aplicación de la lubricación por punto de inicio considerar una densidad de ruptor de nivel de líquido. Estos dispositivos aerosol a la lubricación general de máquinas, salida de aceite de 60mg/m3. Tras las inspec- son normalmente interruptores activados por tal como cojinetes, engranajes, cadenas, etc. ciones y actuaciones de mantenimiento flotador que pueden proporcionar una señal Tanto los lubricadores Oil-Fog como regulares, la cantidad óptima podrá fijarse eléctrica a un nivel determinado de líquido, alto Micro-Fog incluyen una válvula anti-retorno en aumentando o disminuyendo la cantidad o bajo. Dicha señal se puede integrar en un el tubo de aspiración para asegurar una suministrada. sistema de control para llenar o interrumpir el lubricación inmediata tan pronto como sea llenado del depósito o para proporcionar puesto el aire en marcha. Sin embargo, para LLENADO DE LOS DEPOSITOS señales de alarma. algunas tareas de ciclo rápido, o sistemas con DEL LUBRICADOR A pesar de que una señal de nivel alto cilindros de carrera corta, a veces no es posible puede parecer en principio carente de sentido, lubricar correctamente con lubricadores En todos los lubricadores es necesario debe recordarse que un sobrellenado no sólo convencionales. Para dichas aplicaciones llenar en un momento u otro el depósito. La impedirá que el lubricador desarrolle su deben emplearse modificaciones en el sistema mayoría de lubricadores Oil-Fog poseen una función de generación de la mezcla aire/aceite como válvulas de salida rápidas, o un lubri- válvula de retención incorporada para permitir para pulverización, sino que distribuirá lubri- 14
  15. 15. Figura 30. y colocar los lubricadores allá donde se de utilización, deberán utilizarse dispositivos de LUBRICADOR MICRO-FOG requieran niveles diferentes de lubricación, y llenado remotos o interruptores de nivel de no intentar nunca colocar un lubricador para líquido a los sistemas auxiliares. suministrar un sistema completo de distribu- En el caso de trabajar con caudales ción, puesto que entonces algunas partes muy elevados deberá utilizarse un lubricador quedarán sobrelubricadas mientras otras fijo tipo venturi. A diferencia de los tipos quedarán lubricadas insuficientemente. standard, éste no se ajusta automáticamente Asegurarse de que únicamente se para proporcionar una densidad constante utilizan lubricadores Micro-Fog para aplica- aire/aceite, por lo que las necesidades de ciones especiales en el caso de lubricación de caudal necesitan que éste sea esencialmente cojinetes, puesto que los otros tipos no son constante. Este tipo de dispositivo no producirá aptos. excesivas caídas de presión asociadas a los caudales elevados, por lo que será más Figura 31. eficiente energéticamente. RANGOS DE CAUDAL DE LOS Para caudales excepcionalmente altos, LUBRICADORES pueden inyectarse pequeñas cantidades de Tamaño Unidad Caudal (dm3/s)* lubricante (especialmente para empleo en anti- Tubería congelante) por medio de pequeños lubri- 1/8" L07 5 cadores en conducciones de grandes sistemas 1/4" L72 24 de distribución de 1 a 2” y superiores, donde 1/2" L64/L74 72 un lubricador para superficie interior completa 1" L15 175 resultaría caro tanto en términos de coste como de caída de presión. *Caudal a 6,3 bar y 0,5 bar de caída de presión. Comprobar que el lubricador elegido posee la suficiente capacidad de caudal sin una cante por el sistema neumático, inundándolo. excesiva caída de presión en relación al tamaño de la tubería que se va a utilizar (ver figura 37 y SELECCION DEL LUBRICADOR los gráficos de rendimiento para cada lubri- cador en particular). Determinar qué partes del sistema Dado que los lubricadores requieren requieren lubricación (algunas líneas de una mínima caída de presión para trabajar, distribución se dirigirán a zonas que deberán caída que está normalmente relacionada con el quedar libres de aceite, como por ejemplo las caudal, deberemos asegurarnos de que se de pintura por pulverización o aplicaciones de satisface esta mínima condición de caudal, aire para respiración). puesto que de lo contrario no habrá salida de Determinar qué tipo de lubricación se aceite. Es importante observar que las fugas de requiere para cada parte del sistema. Los los sistemas de aire comprimido son una cilindros pesados de movimiento lento fuente de pérdidas de energía, y que tales fugas requieren una alimentación elevada, de forma constituyen efectivamente un caudal constante que se deberá escoger un lubricador del tipo a través del sistema. Si se utiliza un lubricador Oil-Fog. Las grandes longitudes de tubería en con un punto de arranque muy bajo, incluso circuitos multi-válvula requieren un lubricador una pequeña fuga que consiga superar el punto Micro-Fog (o varios Oil-Fog) para lubricar de de arranque originará un goteo y suministrará forma efectiva. Para las herramientas de alta aceite al sistema. Esta es a menudo la causa de velocidad es mejor utilizar un Micro-Fog, como inundación por aceite durante periodos de por ejemplo en las puntas de las herramientas paro, especialmente durante los fines de de corte. semana. Todos los lubricadores son una fuente En el caso de utilización continua, de caída de presión y por tanto de pérdida de deberá seleccionarse un lubricador con energía, con lo que aunque los Micro-Fogs suficiente capacidad de depósito. Para pueden ser colocados prácticamente en unidades de tamaño de tubería 1/2" y superi- cualquier lugar dentro del sistema, deberán ores, existen normalmente diferentes capaci- seleccionarse y ubicarse tan cerca como sea dades de depósito. En el caso de que esto no posible de la aplicación. Se deben seleccionar sea posible por razones de espacio o de grado 15
  16. 16. PROTECCION DE LOS como un dispositivo que posee su salida diámetro interior nominal 1/8" . De forma que SISTEMAS, DEL USUARIO conectada a un sistema de presión de tal forma únicamente se requiere un pequeño dispositivo Y DEL ENTORNO que permita ésta se mantenga a un nivel de bajo coste, y no uno grande que pueda constante. Este nivel constante se encontrará abarcar la capacidad del sistema completo. La seguridad en el puesto de trabajo alrededor o por debajo del valor especificado En zonas en las que no exista tal es primordial y queda enfatizada mediante la SWP + 10% de sobrepresión permitida. restricción de caudal, deberá crearse la misma, Directiva de Maquinarias, la legislación de Las válvulas de seguridad deben con el fin de reducir el coste de la válvula de Sistemas Sometidos a Presión y los tararse para trabajar únicamente cuando se seguridad a emplear, asegurándose por Reglamentos de Disposición y Utilización de supera la presión regulada, y por tanto necesita supuesto de que la restricción no origina una los Equipos de Trabajo. un taraje superior al del regulador. Existirá una excesiva caída de presión en el transcurso del La sección que aparece a continuación tolerancia entre la presión de taraje de la funcionamiento normal. puede ser una ayuda para los diseñadores de válvula de seguridad y la presión de la salida Código según norma: máquinas y para los usuarios en general, a del regulador, en función de sus características BS EN 983 5.1.2 quienes mostraremos aquellos productos para de regulación y de caudal. Un problema que líneas de aire comprimido los cuales, correcta- aparece frecuentemente es una presión de TIPOS DE VALVULAS DE mente utilizados, pueden garantizar la trabajo de la válvula de seguridad demasiado SEGURIDAD seguridad en los sistemas neumáticos. cercana a la presión de trabajo del sistema. En esta sección se incluyen impor- Como consecuencia, la válvula de seguridad Existen diferentes tipos de válvulas de tantes documentos referenciados cruzados. estará trabajando y descargando aire durante el seguridad con las que se consiguen diferentes Norgren recomienda vivamente a todos los funcionamiento normal del sistema, lo que niveles de rendimiento en relación a la profesionales implicados en el diseño de representa una costosa pérdida de aire. capacidad de caudal y a las limitaciones de máquinas y sistemas que se familiaricen con Una vez se ha comprobado la presión sobrepresión. La más común es la de acción éstos y otros importantes documentos relativos de trabajo de la válvula de seguridad y que rápida, seguida por la de tipo diafragma. Para a la seguridad. existe un nivel aceptable de sobrepresión, un mejor rendimiento utilizar válvulas puede considerarse la capacidad de caudal del pilotadas, de las que la del tipo pilotada PROTECCION FRENTE A dispositivo de seguridad así como del sistema. integral es la más compacta y rentable (figura SOBREPRESIONES El dispositivo de seguridad debe ser capaz de 32). ajustarse o superar el nivel de caudal que Un dispositivo de seguridad tipo in- Los componentes de los sistemas atraviesa la parte del sistema a proteger, sin line posee una coneción de descarga a 90° neumáticos poseen normalmente una gama de que la presión del sistema se eleve por encima respecto a la dirección del caudal y durante el presiones inferior a las generadas en el del nivel aceptable de sobrepresión. funcionamiento normal, el caudal atraviesa el compresor, utilizándose reguladores de presión Pueden utilizarse diferentes métodos cuerpo del dispositivo, sin interferencia con el para reducir ésta a niveles seguros de trabajo. para conseguir este objetivo: funcionamiento normal aguas arriba. Una En caso de fallo, los componentes pueden El dispositivo de seguridad posee una utilización típica de este tipo de dispositivo es quedar expuestos a presiones excesivas que capacidad de caudal superior a la capacidad de el caso del montaje de máquinas, en el que conduzcan a un mal funcionamiento, o, en suministro de aire en vacío de los compresores todos los dispositivos de control y protección casos extremos, al fallo de la envoltura de (en sistemas en los que no existe ningún de los equipos se encuentran situados en una contención. receptor) esto es, el caudal de salida del posición discreta, lo que ayuda tanto a la Para la protección de la excesiva sistema es mayor que el caudal de entrada. instalación como a la programación del presión existen diferentes soluciones, siendo la El dispositivo de seguridad posee una servicio de mantenimiento. más común la válvula de seguridad. La capacidad superior a la del caudal a través del El dispositivo in-line se diferencia de selección de una válvula de seguridad no es un conducto de menor caudal aguas arriba del las válvulas de seguridad de acción rápida o de proceso sencillo, requiriéndose una consid- equipo a proteger. Existen tablas de caudal en diafragma, en que se encuentran conectadas al eración detallada del sistema o elemento del orificios para determinar el caudal a diferentes sistema a través de una conexión en T. El sistema. presiones a través de diferentes tamaños de caudal a través de estos dispositivos sólo En general, todos los componentes y orificios. El diámetro interior menor actúa como existe cuando se encuentran trabajando y se equipos neumáticos poseerán una Presión de una restricción al caudal de la corriente del descarga aire a la atmósfera. Trabajo Segura (SWP), y un límite de sobrepre- sistema aguas abajo, y a menos que la presión En ambos casos el caudal de escape sión del 10%. El diseñador del sistema aguas arriba pueda incrementarse, el caudal se puede ser conducido hacia una zona en la que neumático puede utilizar reguladores para estrangulará en esta zona, quedando por tanto el ruido y el caudal no originen alteraciones o trabajar a presiones inferiores a SWP y utilizar limitado. Este hecho es importante, dado que daños al ambiente o a los operarios. Es posible el factor de seguridad del 10% como el límite un sistema de distribución de conducciones que se necesiten silenciadores de escape para de sobrepresión que el sistema puede experi- puede ser de un gran volumen, con tuberías de reducir los niveles de ruido en aplicaciones de mentar con la válvula de seguridad en un gran diámetro interior, y compresores de escape de caudal elevado, en las que la funcionamiento. elevada capacidad, aunque el dispositivo a conducción hacia zonas menos influenciables Una válvula de seguridad se define proteger puede estar alimentado por tubería de no sea posible. 16
  17. 17. Figura 32. VALVULAS DE ARRANQUE AIRE DE ESCAPE VALVULA DE SEGURIDAD PROGRESIVO/DESCARGA El aire de escape necesita ser tratado La siguiente forma de protección está correctamente con el fin de reducir los efectos asociada con los elementos móviles del del ruido, de niebla de aceite, y para minimizar sistema, donde dichos elementos pueden posibles peligros al personal. necesitar protección frente a un excesivo En el caso de que se utilice una desgaste debido a la carga en el arranque, o válvula de descarga, pueden liberarse grandes exista peligro para el personal debido a un volúmenes de aire a elevada velocidad, lo que súbito movimiento de dichos elementos. producirá niveles elevados de ruido. Aquí es deseable la utilización de Normalmente bastará con silenciadores válvulas de arranque progresivo. El sencillos, fabricados con materiales porosos, funcionamiento normal consiste en permitir el para solucionar este problema. Para aplica- paso de aire hacia un sistema o dispositivo ciones con ciclos rápidosd donde los requer- neumático de forma gradual, en el que el nivel imientos son mayores, puede necesitarse un de formación de presión puede controlarse silenciador de gran potencia. mediante el ajuste de la válvula. El diseño de la Los silenciadores se encuentran válvula se basa generalmente en una válvula de normalmente clasificados según la reducción asiento plano accionada por resorte, cuando la de ruido y su contrapresión asociada, por lo formación gradual de presión supera a la que la elección dependerá de la carga requerida presión que mantiene el émbolo cerrado, éste por el dispositivo, de forma que se asegure la se desplaza hasta la posición de abierto utilización del silenciador con mayor rentabil- permitiendo que el caudal atraviese las conduc- idad. ciones. El nivel de trabajo del émbolo se El contaminante más importante es el denomina "punto de arranque", y para muchos aceite. Todos los sistemas de lubricación dispositivos este punto se encuentra en el neumática representan una pérdida para el rango de un 40 a un 70% de la plena presión sistema: el lubricante va hacia el sistema, se de la línea. degrada durante su utilización, y se transporta, Dado que la presión formada en junto con impurezas y suciedad, hacia el cualquier sistema depende del volumen del escape a la atmósfera. mismo, es importante colocar estos disposi- En los sistemas de ingeniería general tivos cerca de la parte de equipo a proteger. La con un mantenimiento y una lubricación colocación de una válvula mayor para un correctos, la cantidad de aceite para escape es sistema de distribución completo significará que el sistema necesitará por regla general varios minutos para alcanzar la presurización Figura 34. completa. SILENCIADOR COALESCENTE Es muy común acoplar la válvula de Figura 33. arranque progresivo junto con una válvula de VALVULA DE ARRANQUE descarga o de función de escape en un mismo PROGRESIVO/DESCARGA cuerpo, a efectos de compactibilidad. La función de la válvula de descarga es la de descargar rápidamente la presión del sistema aguas abajo. La válvula puede ser de tipo solenoide o pilotada neumáticamente, a menudo con una función limitadora manual o de descarga de emergencia. Código según norma: BS EN 983 5.1.4 17
  18. 18. muy pequeña, y por lo general se dispersará SELECCION DEL DISPOSITIVO OTROS PRODUCTOS PARA sin afectar de forma adversa al entorno de DE PROTECCION SISTEMAS SEGUROS trabajo. Sin embargo, los sistemas lubricados incorrectamente o aquellos que requieren (i) Determinar qué partes del sistema Otros productos para líneas de aire elevados niveles de lubricación para aplica- no pueden soportar la presión máxima que comprimido que pueden ayudar a crear ciones de gran carga de trabajo, pueden puede desarrollarse en el sistema de distribu- sistemas neumáticos seguros - expulsar grandes niveles de aceite a la atmós- ción (o en el compresor). Reguladores de Presión Prefijada - en fera en su ciclo de escape. En tales casos Determinar qué tipo de válvula de el caso de que ajustes no autorizados de la deberá considerarse la utilización de un seguridad se requiere para controlar de la presión prefijada puedan originar daños al silenciador de escape coalescente. La acción de manera más efectiva esta presión de aire personal. este dispositivo es exactamente igual a la considerando la caída del caudal en esa parte Documento Directriz: HS (G) 39 aplicada en los filtros de eliminación de aceite, del sistema. Considerar la utilización de un Válvulas de corte enclavables - mediante la cual las pequeñas gotitas de aceite elemento restrictivo (orificio) sin producir aseguran que pueda adoptarse un proced- se unen formando gotas de mayor tamaño, que pérdidas de presión excesivas durante el imiento de “seguridad en el trabajo” sin el caen en un recipiente para su eliminación. (Ver funcionamiento normal de esa parte del sistema. peligro de una reaplicación de la presión no figura 34.) Durante el transcurso de este Para caudales muy elevados consid- autorizada. proceso, el material poroso empleado también erar la posibilidad de utilizar un regulador Legislación: BS EN 983 5.1.6 reduce el nivel de ruido del aire de escape. pilotado como válvula de descarga. Documento Directriz HS (G) 39 Dado que estos dispositivos se Para el caso de máquinas considerar Kits antimanipulación - pueden colocan en el lado de escape del sistema un dispositivo en-línea para formar un conjunto incorporarse a reguladores de presión, neumático, se encuentran expuestos a cambios modular integral completo a fin de facilitar la filtros/reguladores, válvulas de seguridad y de carga bruscos, lo que significa que sus canalización, ubicación y servicio de manten- lubricadores, para asegurar que el caudal, la propiedades de eliminación de aceite no son imiento. presión y otros parámetros quedan asegurados tan buenas como las de los filtros coalescentes. (ii) Determinar qué partes del sistema frente a un ajuste no autorizado. Un buen silenciador coalescente de escape se pueden sufrir problemas en la puesta en Referencia en Legislación: moverá típicamente alrededor de 2ppm bajo marcha inicial, o pueden reinicializarse en el BS EN 983 5.1.9 condiciones de trabajo medias. caso de que unas velocidades iniciales exce- sivas originen problemas de desgaste o de retenciones, o en el caso de que se requiera una función de emergencia de paro/descarga. Utilizar una válvula de arranque progresivo/descarga para cada sección del sistema que trabaje de este modo. Cuanto mayor sea el sistema mayor tiempo empleará la función de paro de emergencia o de descarga para vaciar el sistema. Colocar válvulas de arranque progre- sivo/descarga en el conjunto FRL en el extremo de aguas abajo para impedir reflujos a través del lubricador. (iii) En el caso de que deban darse salida de escape a grandes volúmenes de aire, considerar la colocación de un silenciador si el aire no puede ser conducido hasta el emplaza- miento deseado. En el caso de que nos encontremos frente a un ciclo de escape rápido, colocar un silenciador de gran potencia. En el caso de que el aire de escape se encuentre fuertemente cargado con lubricante, proveniente normalmente de equipos que requieran elevados niveles de lubricación, colocar un silenciador de escape coalescente. 18
  19. 19. TRATAMIENTO DEL AIRE ASPECTOS GENERALES PRPDUCTO INIGUALABLE GAMA DE Figura 35. PRODUCTO SISTEMA EXCELON Norgren, líder mundial en Tratamiento del Aire, ofrece una inigualable gama de productos que le permitirán producir aire comprimido limpio y utilizarlo de modo económico y seguro. Desde la más sencilla insta- lación en una fábrica hasta la aplicación más compleja, Norgren tiene el equipo de Tratamiento del Aire más avanzado para sus necesi- dades. Figura 36. SISTEMA OLYMPIAN PLUS 19

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