A diferencia de los líquidos, el aire se puede comprimir; es decir, un volumen determinado de aire se puede reducir incrementando la presión.
La compresión se efectúa en una máquina con una fuente de alimentación: un compresor. En su forma más simple, un compresor podría ser la bomba utilizada para inflar un balón, y una persona la fuente de alimentación.
La presión atmosférica absoluta es aproximadamente 1 bar.
- Como cuatro veces la presión atmosférica absoluta, 4 bar,
- Como exceso de presión, 3 bar, o bien
- Como 3 bar (entendido como exceso de presión).
Unidades
Presión atmosférica
Aire comprimido
La capacidad del compresor
La capacidad de un compresor, es decir, la cantidad de aire comprimido que puede suministrar por unidad de tiempo, se especifica en:
l/min (litros/min), l/seg (litros/segundo) o m³/min (metros cúbicos/minuto).
La capacidad se refiere al aire expandido a la presión atmosférica.
Una (N) antes de la expresión, por ejemplo (N) l/seg representa ”normal” y significa que la especificación del volumen se aplica a una presión ambiental y a una temperatura específicas. En la mayoría de los casos, (N) l/seg es equivalente a l/seg.
Calor
La energía suministrada al compresor se convierte completamente en calor durante el proceso de compresión, con independencia del tipo de compresor. Por lo tanto, la producción de calor total es siempre igual que la potencia absorbida.
Así pues, un compresor relativamente pequeño con un motor de 3 kW, genera tanto calor como una sauna. Para mejorar el presupuesto total de un compresor, este calor se puede recuperar para calentamiento local.
Para evitar sobrecalentamiento, la refrigeración del compresor debe estar correctamente diseñada. La refrigeración se realiza generalmente con aire o, en algunos casos, con agua.
Vapor de agua
Después de la compresión y una determinada refrigeración, el aire comprimido se satura con vapor de agua y alcanza una humedad relativa del 100%. A medida que el aire comprimido pasa a través de los refrigeradores del sistema, este vapor se condensa en forma de agua. La temperatura a la que sucede se denomina punto de rocío.
De esta forma, encontramos condensado en el aire, en los depósitos y en las tuberías. Para separar el agua en nuestros sistemas de aire comprimido se pueden usar separadores de agua-aceite PUSKA. La cantidad de condensado depende de cuatro factores:
- La cantidad de vapor de agua en el aire ambiente
- La cantidad de aire que se comprime
- La caída de temperatura del aire comprimido después de la compresión
- La presión del aire comprimido.
Los compresores accionados por frecuencia tienen diferentes patrones de trabajo. En lugar de un cambio constante entre altos y bajos, los compresores controlados por frecuencia tienen picos más bajos y un perfil de aire «suave» en general. Este tipo de compresores se ajustan a las demandas de aire. Producen la cantidad de aire necesaria en cada momento concreto.
Los compresores accionados por frecuencia utilizan un sensor de presión. Este sensor detecta la presión y la informa al controlador. El controlador envía una señal al inversor. El inversor ajustará la velocidad del motor en relación con los ajustes de presión.
En resumen, los compresores accionados por frecuencia son «más inteligentes» que los compresores de carga/descarga: dado que ajustan la velocidad del motor al momento específico, hay menos pérdida de energía .. ¡Mejor para el medio ambiente y mejor para tu billetera! Otro nombre para los compresores accionados por frecuencia son compresores de velocidad variable, ya que su velocidad varía según la demanda de aire.
Ahorro importante de energía con la tecnología de velocidad variable
Para elegir el tipo adecuado de compresor y el equipo auxiliar, necesitamos conocer o determinar ciertas condiciones. Una evaluación precisa de las necesidades reales permitirá seleccionar el sistema óptimo en relación con la capacidad y el presupuesto.
El tamaño de tu compresor depende de:
- El proyecto
- Las herramientas o aplicación
- La fuente de energía eléctrica
- El espacio
- El depósito
1.- Dependiendo de tu proyecto
¿Necesitas un compresor de aire para trabajos de construcción pesados o para algunas tareas domésticas?
Necesitas un compresor de aire de mayor tamaño dependiendo de la naturaleza de tu trabajo. Lo mismo se aplica para el tipo de compresor, como uno lubricado con aceite o sin aceite . Si necesita un flujo de aire constante, el tamaño también importará. Los compresores de aire más pequeños generalmente no están equipados para generar un flujo constante.
2.- Dependiendo de las herramientas o la aplicación para la que lo vayas a utilizar
¿Alimentarás herramientas que necesitan un flujo de aire constante? ¿O utilizarás herramientas más pequeñas, como una pistola de clavos? Estas breves ráfagas de aire no requieren un tanque grande. Sin embargo, en este caso, el motor debe encenderse y apagarse constantemente, lo que tendrá un impacto negativo en la vida útil de tu compresor.
Las herramientas neumáticas tienen un flujo de aire requerido o un requisito de CFM. Estos son determinados por el fabricante.
3.- Dependiendo de la fuente de energía
La mayoría de los compresores pueden funcionar en una toma de corriente doméstica estándar. Sin embargo, los compresores de aire más grandes también necesitarán un voltaje más alto (por ejemplo, una fuente de 240 voltios). Algunos compresores, por ejemplo, aquellos que necesitan operar en lugares remotos donde no hay electricidad disponible, funcionan con gasolina.
4.- Dependiendo del espacio que tengas
5.- Dependiendo del depósito
Los tamaños de los depósitos de los compresores de aire varían enormemente. Deberás pensar en el tamaño, simplemente porque determinará cuánto tiempo puedes usar su compresor antes de que necesite llenarse de aire nuevamente.
Requisitos básicos para determinar la elección del compresor
Cantidad o flujo de aire
El consumo de aire comprimido se puede calcular en base a la experiencia. La elección del método requiere una considerable experiencia por parte del evaluador.
Otra forma consiste en medir la carga de un compresor existente; este método funciona bien para la ampliación de un sistema existente.
Un tercer método consiste en medir el consumo de aire comprimido de las herramientas y máquinas conectadas. Para obtener un resultado preciso, es importante incluir en la evaluación el tiempo de trabajo y el ciclo de consumo.
La estimación de tu consumo de aire
N = ( V x Δp ) x 60 / t
N= consumo de aire en l/min
V = Capacidad del tanque en litros
Δp = máx./min. diferencial de presión (min. valor que se aconseja 2 bar)
t = tiempo necesario (en seg.) para ir hacia abajo desde máx. a min. presión (mientras que el equipo esta en ejecución)
Presión de trabajo
El compresor producirá normalmente una presión ligeramente más alta para compensar las caídas de presión en los secadores, filtros y conductos.
En el ejemplo anterior, una presión de trabajo adecuada para el compresor sería 7 bar.
Calidad del aire comprimido
Ciclo operativo o de funcionamiento
Según las necesidades de la sala de compresores o tu red de aire en el taller, tendrás que valorar tener un sistema centralizado para controlar diferentes compresores o simplemente tener un compresor con un depósito de aire lo suficientemente grande como para retener el aire que necesitas
El consumo de aire de una máquina neumática aumenta con la presión.
| Equipo | Consumo de aire comprimido l/min | Factor de utilización de la compañía | |
|---|---|---|---|
| Fabricación | Centro de servicio | ||
| Taladro 10 mm | 500 | 0,2 | 0,1 |
| Amoladora angular 5″ | 900 | 0,2 | 0,2 |
| Amoladora angular 7″ | 1600 | 0,1 | 0,1 |
| Pulidora | 900 | 0,1 | 0,2 |
| Llave de impacto 1/2″ | 450 | 0,2 | 0,1 |
| Llave de impacto 1″ | 800 | 0,2 | 0,1 |
| Cincelador | 400 | 0,1 | 0,05 |
| Barnizadora | 500 | 0,2 | 0,3 |
| Limpiador a presión | 350 | 0,05 | 0,05 |
| Pistola de pintar | 300 | 0,6 | 0,1 |
| Pequeño limpiador a presión | 300 | 0,1 | 0,2 |
| Chorreo de arena 6 mm | 2000 | 0,6 | 0,1 |
| Chorreo de arena 8 mm | 3500 | 0,6 | 0,1 |
| Máscara respiratoria, trabajo ligero | 50 | 0,6 | 0,2 |
| Máscara respiratoria, trabajo pesado | 200 | 0,6 | 0,2 |
| Elevador (coche) | 180 | 0,2 | 0,1 |
| Elevador (bus/camión) | 300 | 0,3 | 0,2 |
| Puertas neumáticas | 60 | 0,4 | 0,2 |
| Pistola de soplado | 90 | 0,2 | 0,1 |
| Frenómetro | 120 | 0,2 | 0,1 |
| Aspirador industrial | 180 | 0,2 | 0,1 |
| Clavadora (2 bar ) | 60 | 0,2 | 0,1 |
| Clavadora (3,5 bar) | 120 | 0,2 | 0,1 |
| Pistola de engrasar / petrolear | 120 | 0,2 | 0,1 |
| Desmontadora de ruedas | 30 | 0,3 | 0,2 |
| Carraca (3/8”) | 150 | 0,2 | 0,1 |
| Carraca (3/4”) | 210 | 0,2 | 0,1 |
| Inflado de los neumáticos (coche) | 60 | 0,3 | 0,2 |
| Limpiadora de caja de cambios | 90 | 0,2 | 0,1 |
| Máquina de pintura industrial | 600 | 0,3 | 0,2 |
| Martillo pisón pequeño | 90 | 0,2 | 0,1 |
| Martillo pisón grande | 300 | 0,2 | 0,1 |
| Martillo perforador (medio) | 3840 | 0,3 | 0,2 |
Ejemplo de cálculo de las necesidades de aire comprimido normales de un taller de reparación de automoción
- 2 taladros = 2 x 500 x 0,1 = 100
- 2 llaves de impacto = 1/2” 2 x 450 x 0,1 = 90
- 1 pulidora = 900 x 0,2 = 180
- 1 pulimentadora = 500 x 0,3 = 150
- 1 pistola de pintar = 300 x 0,1 = 30
- 3 limpiadores a presión = 3 x 350 x 0,05 = 53
Consumo total: 603 l/min
Previsión de fugas 10%: 60
Reserva para necesidades futuras 30%: 180
Base para la elección del compresor: 843 l/min
Al seleccionar el compresor, se debe considerar su nivel de utilización. Para compresores de tornillo, se puede usar una tasa de utilización del 70%. En este caso, la capacidad adecuada del compresor sería unos 1200 l/min.
El cálculo también debe tener en cuenta el número de máquinas que pueden estar funcionando simultáneamente.
Secadores frigoríficos
Los secadores de aire refrigerados o secadores frigoríficos enfrían el aire en aproximadamente 3°C o 35°F. A esta temperatura, conocida como punto de rocío, la humedad del aire se condensa después de lo cual se drena.
El aire enfriado se recalienta a temperatura ambiente al salir del secador y antes de utilizarlo.
Los 2 subtipos principales de secadores frigoríficos son:
- Los secadores frigoríficos sin ciclos que refrigeran continuamente y mantienen así una temperatura constante. Son muy fiables y fáciles de mantener, pero no se pueden desactivar. Siguen funcionando incluso si tu sistema de producción o herramientas están apagadas o cerradas.
- Los secadores frigoríficos con ciclo producen la cantidad de frío necesaria y, a continuación, se apagan hasta que la temperatura interna alcanza un nivel determinado. Se apagan y encienden automáticamente según sea necesario lo que los convierte en la opción más respetuosa con el medio ambiente. Sin embargo, las piezas adicionales necesarias para este modo de trabajo podrían dar lugar a una necesidad ligeramente mayor de mantenimiento y no ofrecen un punto de rocío a presión estable.
¿Por qué elegir un secador de aire refrigerado o secador frigorífico?
Los secadores de aire refrigerados son el tipo más común de secadores de aire comprimido. Son perfectos para la mayoría de las aplicaciones de fabricación y servicio, siempre y cuando sólo necesites aire seco sin humedad perceptible.
Los secadores son fáciles de instalar, consumen poca energía y son relativamente insensibles al aceite en el aire comprimido. Para reducir cualquier presencia de aceite residual en el aire comprimido, se debe instalar un filtro separador de aceite después del secador.
Secador de adsorción, desecante.
Un secador de aire desecante es un subtipo del sistema de secador de aire de adsorción
Un secador de aire de adsorción utiliza un medio higroscópico poroso como la alúmina activada y el gel de sílice para extraer la humedad del aire y secarla. Tienen un punto de rocío de unos -20°C o -4°F.
Los secadores de aire de adsorción son más adecuados para el secado en una segunda etapa, de lo contrario, el medio higroscópico se saturaría rápidamente. Esto significa que suelen ser el segundo paso después de un secado con otro sistema como un secador frigorífico.
Hay 2 tipos principales de secadores desecantes
- Los secadores de un solo recipiente se utilizan con mayor frecuencia en aplicaciones de punto de uso. Contiene un medio higroscópico granular a través del cual se empuja el aire y donde se filtra la humedad. Los secadores de un solo recipiente son fáciles de usar y eficientes en su uso de energía.
- Los secadores de dos torres también se conocen como secadores regenerativos. Contienen 2 contenedores. El primer recipiente quita la humedad en el aire y cuando el contendedor se satura, el aire fluye hacia el segundo recipiente para el mismo tratamiento. A continuación, el primer recipiente calienta una pequeña cantidad de aire para purgar su humedad y lo expulsa a la atmósfera.
Pasado un tiempo, los depósitos intercambian funciones, obteniéndose así un proceso de secado continuo.
La regeneración de los recipientes o depósitos puede efectuarse de dos maneras:
- Regeneración sin calor, esta utiliza una pequeña cantidad de aire comprimido para secar el medio higroscópico, lo que provoca una pérdida de aire del 17 al 20%
- Regeneración calentada, la purga del soplador utiliza aire atmosférico caliente, reduciendo la pérdida de aire a menos del 7%
¿Por qué elegir un secador de aire desecante?
La naturaleza regenerativa y el bajo punto de rocío de los secadores de adsorción hacen que sea perfecto para comprimir aire por debajo del punto de congelación.
Algunas ventajas de un secador de aire desecante son:
- Fácil de mantener y limpiar
- Perfecto para el secado en segunda etapa
- Versátil y capaz de puntos de rocío muy bajos
- Los secadores de adsorción se recomiendan para las aplicaciones más exigentes, donde no se puede aceptar la contaminación por humedad.
El segundo tipo de sistemas de adsorción que queremos presentaros es el secador de aire que menor consume. Al igual que otros secadores de adsorción, pasan el aire a través de un medio higroscópico para secarlo.
A diferencia de los secadores de aire con desecante, los secadores de aire delicuescentes utilizan tabletas de sal solubles en lugar de un medio que necesita regeneración. La salmuera resultante necesita ser drenada y las tabletas reemplazadas cada cierto tiempo.
El punto de rocío de los secadores de aire delicuescentes varían en función de la temperatura del aire atmosférico que entra.
¿Por qué elegir un secador de aire delicuescente?
Son perfectos para entornos remotos o peligrosos como vertederos, fábricas de asfalto, fábricas de madera y entornos similares, a menudo industriales.
Ventajas de los secadores de aire delicuescentes:
- Perfecto para aplicaciones especializadas con aire contaminado, gases naturales y gases residuales.
- Fácil mantenimiento gracias a su diseño
- No se requiere electricidad.
Debido a los costes de mantenimiento añadidos y las pocas aplicaciones que tiene, PUSKA no suele recomendar esta clase de secadores de aire. Para un punto de rocío constante, los secadores frigoríficos y los secadores de adsorción desecantes serán suficientes para satisfacer tus necesidades.
El último tipo de secador de aire para tus compresores que os queremos enseñar es el secador de aire de membrana. Como su nombre indica, pasa aire entrante sobre una membrana higroscópica para eliminar la humedad.
El aire se acumula en la membrana hasta que migra a través del otro lado, que es de baja presión. Un gas seco es entonces atravesado, llevando la humedad lejos para la expulsión.
Al igual que los secadores de aire de menor contenido, el punto de rocío de los secadores de aire de membrana depende de la temperatura del aire entrante, aunque una configuración adecuada dará como resultado unos puntos de rocío increíblemente bajos. A menudo son secadoras de segunda o incluso tercera etapa.
¿Por qué elegir un secador de aire de membrana?
Los secadores de aire de membrana son una elección popular para uso médico gracias al bajo punto de rocío en un entorno controlado que produce pequeñas cantidades de aire de alta calidad. Si necesitas un secador de aire para un laboratorio, consultorio de dentista u hospital, esta es tu mejor apuesta.
Razones para utilizar un secador de aire de membrana
- Operar continuamente sin usar electricidad
- Silencioso y fiable
- Compresión de aire de alta calidad
Os compartimos algunas reglas generales:
- A 575 voltios, un motor trifásico consume 1 amperio por caballo de fuerza.
- A 460 voltios, un motor trifásico consume 1,27 amperios por caballo de fuerza.
- A 400 voltios, un motor trifásico consume 1,5 amperios por caballo de fuerza.
- A 230 voltios, un motor trifásico consume 2,5 amperios por caballo de fuerza.
- A 230 voltios, un motor monofásico consume 5 amperios por caballo de fuerza.
- A 115 voltios, un motor monofásico consume 10 amperios por caballo de fuerza.
Los números anteriores no tienen margen de seguridad. Por ejemplo, para un compresor de 10 CV = 15A, el tamaño estándar del fusible es 16(A). Para mayor seguridad en caso de picos, recomendamos un fusible de 20(A). Además habría que tener en cuenta varios factores, como por ejemplo, si el equipo a montar incorpora variador, en cuyo caso es necesario montar protección especial.
En cualquier caso y si tienes dudas es mejor consultar con un electricista autorizado o contactar con nosotros.
