texto de neumática y electroneumática

IInngg.. PPaabblloo EE MMoonnttaallvvoo JJaarraammiilllloo

i

TextoBsicodeElectroneumticayOleohidrulica

Tomo 1

Ing. MSc. Pablo E Montalvo Jaramillo


ii


i

ndice.

Capitulo 1 ................................................................................................................................... 3

Introduccin ................................................................................................................................ 3

Ventajas del aire comprimido ................................................................................................. 3

Inconvenientes del aire comprimido....................................................................................... 4

Captulo 2 ................................................................................................................................... 7

Principios Fsicos ........................................................................................................................ 7

Aire ......................................................................................................................................... 7

Peso Especfico ................................................................................................................... 7

Volumen especfico ............................................................................................................ 7

Presin .................................................................................................................................... 7

Principio de Pascal ............................................................................................................. 8

Experimento de Torricelli ................................................................................................... 8

Atmsfera ........................................................................................................................... 9

Presin absoluta y relativa .................................................................................................. 9

Unidades de Presin ......................................................................................................... 10

Caudal ............................................................................................................................... 11

Calor y Temperatura ............................................................................................................. 12

Calor ................................................................................................................................. 12

Temperatura ...................................................................................................................... 13


ii

ESCALAS DE TEMPERATURA ................................................................................... 13

Caractersticas fundamentales de los gases .......................................................................... 15

Ley de BoyIe - Mariotte ................................................................................................... 15

Ley de Gay - Lussac......................................................................................................... 16

Captulo 3 ................................................................................................................................. 19

Produccin del Aire Comprimido ............................................................................................ 19

Tipos de Compresores. ......................................................................................................... 20

Compresores de mbolo. .................................................................................................. 20

Compresor helicoidal. ...................................................................................................... 21

Compresor de paletas. ...................................................................................................... 21

Compresor de mbolo rotativo. ........................................................................................ 22

Filtrado del Aire ................................................................................................................... 22

Secado del aire ..................................................................................................................... 23

Secado por absorcin ....................................................................................................... 23

Secado por adsorcin ....................................................................................................... 24

Secado por enfriamiento .................................................................................................. 25

Enfriado del aire ................................................................................................................... 26

Ubicacin del sistema de Compresin. ................................................................................ 27

Recomendaciones para la toma de aire. ........................................................................... 27

Instalacin de tubos de Admisin. ................................................................................... 29

Consejos Para Tomas Exteriores...................................................................................... 30


iii

Acumulador. ......................................................................................................................... 31

Distribucin del Aire Comprimido. ...................................................................................... 33

Dimensionado de las Tuberas. ......................................................................................... 33

Tendido de la red. ............................................................................................................. 35

Captulo 4 ................................................................................................................................. 37

lgebra Booleana ..................................................................................................................... 37

USO DE LA NUMERACIN BINARIA ............................................................................ 37

Representacin de una Seal Binaria ............................................................................... 39

Tabla de la Verdad ............................................................................................................ 40

Funciones y Ecuaciones Booleanas ...................................................................................... 42

Funcin O ...................................................................................................................... 42

Funcin Y ...................................................................................................................... 42

Funcin No .................................................................................................................... 43

Funcin No O ................................................................................................................ 44

Funcin No Y ................................................................................................................ 45

Funcin O exclusiva ..................................................................................................... 46

NO O exclusivo ................................................................................................................ 47

Teoremas Booleanos ............................................................................................................ 48

Evaluacin de las salidas de los circuitos lgicos ................................................................ 51

Determinacin del nivel de salida a partir de un diagrama .............................................. 52

Simplificacin de Circuitos .................................................................................................. 53


iv

Captulo 5 ................................................................................................................................. 55

Utilizacin del Aire Comprimido ............................................................................................ 55

Filtrado, regulacin y lubricacin ........................................................................................ 55

Filtrado. ............................................................................................................................ 55

Purgas de aire comprimido. ............................................................................................. 57

Regulacin. ...................................................................................................................... 60

Lubricacin. ..................................................................................................................... 64

Grupo o Unidad de Mantenimiento. ................................................................................ 69

Captulo 6 ................................................................................................................................. 73

Elementos Neumticos ............................................................................................................. 73

Actuadores Neumticos ....................................................................................................... 73

Cilindros Neumticos ....................................................................................................... 73

Motores Neumticos ........................................................................................................ 80

Actuadores de Giro .......................................................................................................... 82

Vlvulas Direccionales ........................................................................................................ 84

Vlvula antiretorno .......................................................................................................... 91

Vlvulas reguladoras caudal ................................................................................................ 92

Vlvula reguladora de caudal ........................................................................................... 93

Vlvula reguladora de caudal unidireccional ................................................................... 94

Temporizador neumtico ................................................................................................. 95

Vlvulas de presin .............................................................................................................. 97


v

Vlvulas reductoras o limitadoras de Presin .................................................................. 97

Vlvulas de Secuencia ...................................................................................................... 97

Elementos Varios .................................................................................................................. 98

Sensor o Detector Neumtico ........................................................................................... 98

Vlvulas Lgicas. ............................................................................................................. 99

Distribuidor ..................................................................................................................... 100

Toma de presin ............................................................................................................. 101

Seal Neumtica (Indicador ptico) ............................................................................... 101

Silenciador ...................................................................................................................... 102

Vlvula de Escape Rpido .............................................................................................. 103

Acoples Uniones y Racores ............................................................................................ 104

Sujecin de cilindros. ..................................................................................................... 105

Captulo 7 ............................................................................................................................... 106

Circuitos Neumticos ............................................................................................................. 106

Circuitos sencillos .............................................................................................................. 106

Circuitos secuenciales ........................................................................................................ 120

Secuencia por posicin ................................................................................................... 120

Secuencia por tiempo ..................................................................................................... 121

Secuencia por presin ..................................................................................................... 126

Ejercicios de lectura e interpretacin de circuitos neumticos ........................................... 130

Elementos de la cadena de mando ...................................................................................... 147


vi

Transformacin de seales elctricas en seales neumticas ............................................ 148

Transformacin de seales neumticas en seales elctricas ............................................ 149

Principio de funcionamiento de la bobina magntica ........................................................ 150

Electrovlvula de 2/2 vas sin servopilotaje ................................................................... 151

Electrovlvula de 3/2 vas con servopilotaje.................................................................. 153

Electrovlvula de 5/2 vas con servopilotaje.................................................................. 154

Electrovlvula biestable de 5/2 vas con servopilotaje .................................................. 155

Electrovlvula de tres posiciones cinco vas 5/3 ............................................................ 156

Aparatos elctricos ............................................................................................................. 157

Contactos de maniobra y tipos de accionamiento .............................................................. 159

Tipos de accionamiento de los elementos de maniobra ..................................................... 160

Signos grficos de contactos y maniobra para bobinas magnticas y rels ....................... 161

El rel ............................................................................................................................. 161

Interruptor magntico de proximidad (Rels Reed) ....................................................... 162

Dispositivos elctricos de salida ........................................................................................ 164

La funcin lgica Y (AND) ........................................................................................... 165

La funcin lgica O (OR) .............................................................................................. 165

Cadena de mando ............................................................................................................... 166

Mando directo de un cilindro de simple efecto .............................................................. 167

Mando indirecto de un cilindro de doble efecto ............................................................ 168

Circuito elctrico de retencin (memoria) - Marcha prioritaria ..................................... 169


vii

Circuito elctrico de retencin (memoria) - Paro prioritario .......................................... 170

Circuito electroneumtico de retencin (memoria) con electrovlvula de impulsos ..... 171

Mando en funcin del recorrido ..................................................................................... 172

Mando en funcin de presin ......................................................................................... 173

Esquema de conexionado electroneumtico ....................................................................... 174

Diagrama desplazamiento-paso .......................................................................................... 175

Esquema de conexionado de bornes ................................................................................... 176

Lista de comprobacin para el esquema de conexionado de bornes .................................. 177

Mandos programables ........................................................................................................ 179


viii

ndice de Figuras

Figura 1 Principio de Pascal ...................................................................................................... 8

Figura 2 Experimento de Torricelli ............................................................................................ 9

Figura 3 Tipos de presin......................................................................................................... 10

Figura 4 Escalas de temperatura .............................................................................................. 14

Figura 5 Ley de BoyIe - Mariotte ............................................................................................ 16

Figura 6 Principio de funcionamiento de un compresor .......................................................... 19

Figura 7 Compresor de mbolo ................................................................................................ 20

Figura 8 Compresor helicoidal ................................................................................................. 21

Figura 9 Compresor de paletas................................................................................................. 21

Figura 10 Compresor de mbolo rotativo ................................................................................ 22

Figura 11 Secado por absorcin ............................................................................................... 24

Figura 12 Secado por adsorcin ............................................................................................... 25

Figura 13 Secado por enfriamiento .......................................................................................... 26

Figura 14 Toma de aire inadecuada ......................................................................................... 27

Figura 15 Admisin de aire inadecuado .................................................................................. 28

Figura 16 Admisin de aire adecuado...................................................................................... 28

Figura 17 Ubicacin de tubo de admisin inadecuado ............................................................ 29

Figura 18 Sujecin de tubera de admisin .............................................................................. 29

Figura 19 Tubos de admisin ................................................................................................... 30

Figura 20 Consejos para tomas exteriores ............................................................................... 30


ix

Figura 21 Toma de aire inadecuada .......................................................................................... 31

Figura 22 Toma de aire adecuada ............................................................................................. 31

Figura 23 Acumulador de aire .................................................................................................. 32

Figura 24 Abaco para seleccin de tuberas para aire .............................................................. 34

Figura 25 Red de aire comprimido ........................................................................................... 35

Figura 26 Anillos de una red de aire comprimido .................................................................... 36

Figura 27 Representacin de una Seal Binaria ....................................................................... 39

Figura 28 Niveles lgicos ......................................................................................................... 39

Figura 29 Fotografa de un filtro de aire .................................................................................. 56

Figura 30 Filtro de aire ............................................................................................................. 56

Figura 31 Purga manual ............................................................................................................ 58

Figura 32 Purga semiautomtica .............................................................................................. 58

Figura 33 Purga automtica ...................................................................................................... 59

Figura 34 Smbolos de un filtro y de la purga .......................................................................... 60

Figura 35 Fotografa de un regulador de presin con manmetro ........................................... 60

Figura 36 Esquema de funcionamiento del regulador de presin y su smbolo ....................... 61

Figura 37 Smbolo de un regulador de presin ........................................................................ 62

Figura 38 Fotografa de un manmetro de Bourdon ................................................................ 62

Figura 39 Estructura de un manmetro de Bourdon ................................................................ 63

Figura 40 Smbolo de un manmetro ....................................................................................... 63

Figura 41 Fotografa de un lubricador ...................................................................................... 64


x

Figura 42 Efecto vnturi en el proceso de lubricacin ............................................................. 65

Figura 43 Proceso de micro neblina ......................................................................................... 66

Figura 44 Lubricador ............................................................................................................... 66

Figura 45 Efecto vnturi en el lubricador ................................................................................ 67

Figura 46 Lubricacin con micro niebla .................................................................................. 68

Figura 47 Smbolo de un lubricador ........................................................................................ 69

Figura 48 Fotografa de una unidad de mantenimiento ........................................................... 70

Figura 49 Smbolos de una unidad de mantenimiento detallada (a) y simplificada (b) ........... 71

Figura 50 Fotografa de un cilindro neumtico ........................................................................ 73

Figura 51 Fotografa de un cilindro de simple efecto .............................................................. 74

Figura 52 Partes de un cilindro de simple efecto ..................................................................... 75

Figura 53 Smbolo de un cilindro de simple efecto ................................................................. 76

Figura 54 Fotografa de un cilindro de doble efecto ................................................................ 76

Figura 55 Partes de un cilindro de doble efecto ....................................................................... 78

Figura 56 Smbolo de un cilindro de doble efecto ................................................................... 78

Figura 57 Amortiguacin de final de carrera ........................................................................... 79

Figura 58 Smbolo de un cilindro de doble efecto ................................................................... 80

Figura 59 Fotografa de un motor neumtico ........................................................................... 80

Figura 60 Smbolos de un motor neumtico ............................................................................ 81

Figura 61 Fotografa de un actuador de giro de paletas (oscilante) ......................................... 82

Figura 62 Fotografa de un actuador de giro de cremallera (cilindro rotativo) ....................... 83


xi

Figura 63 Esquema y smbolos de los actuadores de giro ........................................................ 83

Figura 64 Smbolo de un actuador de giro ............................................................................... 83

Figura 65 Fotografa de una vlvula direccional ...................................................................... 84

Figura 66 Estructura de una vlvula direccional de corredera ................................................. 87

Figura 67 Estructura de una vlvula direccional de asiento ..................................................... 88

Figura 68 Fotografa de una vlvula antiretorno ...................................................................... 91

Figura 69 Estructura de las vlvulas antiretorno ...................................................................... 91

Figura 70 Estructura de una vlvula antiretorno de asiento ..................................................... 92

Figura 71 Smbolo de una vlvula antiretorno ......................................................................... 92

Figura 72 Fotografa de una vlvula reguladora de caudal ...................................................... 92

Figura 73 Esquema de una vlvula reguladora de caudal ........................................................ 93

Figura 74 Smbolos de las vlvulas reguladoras de caudal ...................................................... 94

Figura 75 Esquema de una vlvula de caudal unidireccional ................................................... 95

Figura 76 Smbolo de una vlvula reguladora de caudal unidireccional .................................. 95

Figura 77 Esquema de un temporizador nemtico ................................................................... 96

Figura 78 Smbolo de un temporizador neumtico .................................................................. 96

Figura 79 Smbolo de la vlvula reductora o limitadora de presin ......................................... 97

Figura 80 Corte de una vlvula de secuencia ........................................................................... 98

Figura 81 Smbolo de la vlvula de secuencia ......................................................................... 98

Figura 82 Smbolos de a) Sensor sin sensar, b) Sensor detectando la presencia de un elemento

.................................................................................................................................................. 99

Figura 83 Vlvula Lgica Y y su smbolo ............................................................................ 99


xii

Figura 84 Vlvula Lgica O y su smbolo.......................................................................... 100

Figura 85 Distribuidor neumtico .......................................................................................... 100

Figura 86 Smbolos de a) Toma de presin normal, b) Toma de presin para seal piloto .. 101

Figura 87 Smbolo de seal neumtica .................................................................................. 101

Figura 88 Silenciadores Neumticos...................................................................................... 102

Figura 89 Smbolo del silenciador neumtico........................................................................ 102

Figura 90 Vlvulas de escape rpido ..................................................................................... 103

Figura 91 Corte de la vlvula de escape rpido ..................................................................... 103

Figura 92 Smbolos de a) Escape rpido sin silenciador, b) Escape rpido con silenciador . 103

Figura 93 Acoples, uniones y racores .................................................................................... 104

Figura 94 Smbolos de a) acople rpido con antiretorno va cerrada. b) Acoples rpidos con

antiretorno, acoplados, c) Acople con va cerrado, d) Acoples unidos, e) Lnea de presin

cerrada y f) Lnea de presin conducto de alimentacin ....................................................... 105

Figura 95 Tipos de de sujecin de cilindros .......................................................................... 105

Figura 96 Ejercicio de alimentador por gravedad .................................................................. 106

Figura 97 Circuito neumtico del alimentador por gravedad ................................................ 107

Figura 98 Ejercicio seleccionador neumtico ........................................................................ 108

Figura 99 Circuito del seleccionador neumtico .................................................................... 109

Figura 100 Ejercicio elevador de cajas .................................................................................. 110

Figura 101 Circuito neumtico del elevador de cajas ............................................................ 111

Figura 102 Ejercicio intercambiador de bandas transportadoras ........................................... 112

Figura 103 Circuito neumtico del intercambiador de bandas transportadoras ..................... 113


xiii

Figura 104 Ejercicio dobladora de platinas ............................................................................ 114

Figura 105 Circuito neumtico de la dobladora de platinas ................................................... 115

Figura 106 Ejercicio alimentador de hojas ............................................................................. 116

Figura 107 Circuito neumtico del alimentador de hojas ....................................................... 117

Figura 108 Ejercicio de direccionamiento de piezas .............................................................. 118

Figura 109 Circuito neumtico para el direccionamiento de piezas ....................................... 119

Figura 110 Mezclado neumtico ............................................................................................ 120

Figura 111 Circuito del mezclador neumtico ....................................................................... 121

Figura 112 Alimentador neumtico ........................................................................................ 122

Figura 113 Circuito del alimentador neumtico ..................................................................... 123

Figura 114 Dosificador ........................................................................................................... 124

Figura 115 Circuito neumtico del dosificador ...................................................................... 125

Figura 116 Grapadora automtica .......................................................................................... 126

Figura 117 Circuito neumtico de la grapadora automtica ................................................... 127

Figura 118 Estampadora ......................................................................................................... 128

Figura 119 Circuito neumtico de la estampadora ................................................................. 129

Figura 120 Ejercicio 1 de anlisis e interpretacin (Alimentador) ........................................ 130

Figura 121 Circuito del ejercicio 1 de anlisis e interpretacin (alimentador) ..................... 131

Figura 122 Ejercicio 2 de anlisis e interpretacin (Alimentador para estampadora) ........... 132

Figura 123 Circuito ejercicio 2 de anlisis e interpretacin (Alimentador para estampadora)

................................................................................................................................................ 133

Figura 124 Ejercicio 3 de anlisis e interpretacin (estacin de verificacin) ...................... 134


xiv

Figura 125 Circuito ejercicio 3 de anlisis e interpretacin (estacin de verificacin) ........ 135

Figura 126 Ejercicio 4 de anlisis e interpretacin (Guillotina) ........................................... 136

Figura 127 Circuito (a) ejercicio 4 de anlisis e interpretacin (Guillotina) ....................... 137

Figura 128 Circuito (b) ejercicio 4 de anlisis e interpretacin (Guillotina) ....................... 138

Figura 129 Circuito (c) ejercicio 4 de anlisis e interpretacin (Guillotina) ....................... 139

Figura 130 Circuito (d) ejercicio 4 de anlisis e interpretacin (Guillotina) ....................... 140

Figura 131 Ejercicio 5 de anlisis e interpretacin (taladradora automtica) ....................... 141

Figura 132 Circuito (a) ejercicio 5 de anlisis e interpretacin (taladradora automtica) .... 142

Figura 133 Circuito (b) ejercicio 5 de anlisis e interpretacin (taladradora automtica) .... 143

Figura 134 Circuito (c) ejercicio 5 de anlisis e interpretacin (taladradora automtica) .... 144

Figura 135 Transformacin de seal elctrica en neumtica ................................................ 149

Figura 136 Transformacin de seal neumtica en seal elctrica ........................................ 150

Figura 137 Bobina magntica ................................................................................................ 151

Figura 138 Accionamiento electromagntico sin servo pilotaje de una vlvula neumtica 2/2

................................................................................................................................................ 152

Figura 139 Accionamiento electromagntico con servo pilotaje ........................................... 153

Figura 140 Accionamiento electromagntico con servo pilotaje de una vlvula neumtica 3/2

................................................................................................................................................ 154

Figura 141 Accionamiento electromagntico con servo pilotaje de una vlvula neumtica 5/2

................................................................................................................................................ 155

Figura 142 Accionamiento biestable electromagntico con servo pilotaje de una vlvula

neumtica 5/2 ......................................................................................................................... 156

Figura 143 Electrovlvula 5/3 ................................................................................................ 157


xv

Figura 144 Rectificador elctrico de puente ........................................................................... 158

Figura 145 Smbolos de contactos de maniobra y tipos de accionamientos elctricos .......... 159

Figura 146 Botonera e interruptor elctricos .......................................................................... 160

Figura 147 Signos grficos de contactos y maniobra para bobinas magnticas y rels ......... 161

Figura 148 Relee ..................................................................................................................... 162

Figura 149 Interruptor magntico de proximidad (Rels Reed) ............................................. 163

Figura 150 Dispositivos elctricos de salida .......................................................................... 164

Figura 151 Circuito y bloque de la funcin lgica Y (AND) ................................................. 165

Figura 152 Circuito y bloque de la funcin lgica O (OR) .................................................... 166

Figura 153 Cadena de mando ................................................................................................. 167

Figura 154 Mando directo de un cilindro de simple efecto .................................................... 168

Figura 155 Mando indirecto de un cilindro de doble efecto ................................................... 169

Figura 156 Circuito elctrico de retencin (memoria) - Marcha prioritaria ........................... 170

Figura 157 Circuito elctrico de retencin (memoria) - Paro prioritario ............................... 171

Figura 158 Circuito electroneumtico de retencin (memoria) con electrovlvula de impulsos

................................................................................................................................................ 172

Figura 159 Mando en funcin del recorrido ........................................................................... 173

Figura 160 Mando en funcin de presin ............................................................................... 173

Figura 161 Esquema de conexionado electroneumtico ........................................................ 174

Figura 162 Estructura del esquema de conexionado .............................................................. 175

Figura 163 Diagrama desplazamiento-paso ........................................................................... 176

Figura 164 Esquema de conexionado de bornes .................................................................... 177


xvi

Figura 165 Conexiones de proteccin con diodo ................................................................... 179

Figura 166 Mandos controlado por relees.............................................................................. 180

Figura 167 Mandos programables.......................................................................................... 180


xvii

ndice de Tablas

Tabla 1 Unidades de presin .................................................................................................... 11

Tabla 2 Valores lgicos ............................................................................................................ 38

Tabla 3 Teoremas Booleanos ................................................................................................... 49

Tabla 4 Smbolos de accionamientos de las vlvulas direccionales ......................................... 88


1

Neumtica


2


3

CCaappiittuulloo 11

IInnttrroodduucccciinn

Desde la antigedad ya se conoca aplicaciones del aire comprimido como energa. La

aplicacin de la neumtica es como consecuencia de una necesidad cada vez ms acuciante de

la automatizacin y racionalizacin del trabajo.

"La primera transmisin neumtica data de 1700, cuando el fsico francs Denis Papin emple

la fuerza de un molino de agua para comprimir aire que despus se transportaba por tubos.

Aproximadamente un siglo despus, el inventor britnico George Medhurst obtuvo una

patente para impulsar un motor mediante aire comprimido, aunque la primera aplicacin

prctica del mtodo suele atribuirse al inventor britnico George Law, quien en 1865 dise

un taladro de roca en el que un pistn movido por aire haca funcionar un martillo. El uso de

este taladro se generaliz, y fue empleado en la perforacin del tnel ferroviario del Mont

Cenis, en los Alpes, que se inaugur en 1871, y en el tnel de Hossac, en Massachussets

(Estados Unidos), inaugurado en 1875. Otro avance significativo fue el freno de aire

comprimido para trenes, diseado hacia 1868 por el inventor, ingeniero e industrial

estadounidense George Westinghouse."

Se puede definir la neumtica como la tcnica de aplicacin y utilizacin racional del aire

comprimido.

Las caractersticas que han contribuido a la gran aplicacin del aire comprimido se exponen a

continuacin, con sus ventajas y sus inconvenientes.

Ventajas del aire comprimido

Abundante. Es ilimitado y se encuentra disponible gratuitamente en cualquier lugar. No precisa conductos de retorno. El aire utilizado pasa de nuevo a la atmsfera.

Transportable. El aire puede ser fcilmente transportado por medio de tuberas simples que no requieren grandes exigencias, incluso a grandes distancias y como ya

dijimos no necesita tuberas de retorno.


4

Almacenaje. Almacenado y comprimido en acumuladores o depsitos, puede ser transportado y utilizado donde y cuando se precise.

Antideflagrante. Est a prueba de explosiones. No hay riesgo de chispas en atmsferas explosivas. Puede utilizarse en lugares hmedos sin riesgo de electricidad esttica.

Temperatura. Es fiable, incluso a temperaturas extremas.

Limpieza. Cuando se producen escapes no es perjudicial y pueden colocarse en las lneas, depuradoras o extractores para mantener el aire limpio. En caso de falta de

estanquidad en tuberas o elementos, no produce ninguna contaminacin, lo cual le

hace adecuado para trabajar en industrias alimenticias, farmacuticas, qumicas, textil,

de la madera, cuero, etc.

Elementos. El diseo y constitucin de elementos es fcil y de simple confeccin y, por tanto, de precio econmico.

Velocidad. Se obtienen velocidades muy elevadas en aplicaciones de herramientas de montaje (atornilladores, llaves, etc.) las velocidades de trabajo pueden alcanzar hasta 3

m/s.

Regulacin. Las velocidades y las fuerzas pueden regularse de manera continua y es-calonada, combinando con sistemas leo-neumticos. La regulacin es simple y fcil

de realizar.

Sobrecargas. Se puede llegar en los elementos neumticos de trabajo hasta su total pa-rada, sin riesgo de sobrecargas o tendencia al calentamiento.

Inconvenientes del aire comprimido

Preparacin. Es preciso eliminar impurezas (xidos, aceite del compresor, polvo, etc.) y humedades previas a su utilizacin, puesto que estos producirn un desgaste

prematuro de los elementos neumticos.

Velocidad. Debido a su gran compresibilidad, no se obtienen velocidades pequeas ni uniformes en los elementos de trabajo.


5

Ruidos. El aire que escapa a la atmsfera produce a veces ruidos bastante molestos. Se superan mediante dispositivos silenciadores. Los ruidos del escape del aire

comprimido hacia la atmsfera pueden alcanzar fcilmente los 85 a 90 db. ruido

bastante desagradable en un ambiente laboral.

Esfuerzos. Son limitados (2.000 a 3.000 kilogramos con presin de trabajo de 7 kg/cm2). El aire comprimido es econmico solo hasta cierta fuerza, su lmite esta

tambin en funcin de la carrera y la velocidad.

Coste. Es una fuente de energa cara, pero compensada con el buen rendimiento y facilidad de implantacin.


6


7

CCaappttuulloo 22

PPrriinncciippiiooss FFssiiccooss

Antes de proceder al clculo y razonamiento de algunos conceptos fundamentales bsicos

para su empleo como fuente de energa neumtica se precisan conocer algunas de las ca-

ractersticas fsicas del aire comprimido.

Aire

El aire es la mezcla de gases que envuelven la esfera terrestre formando la atmsfera y cuya

composicin volumtrica es la siguiente:

78% de nitrgeno.

20% de oxgeno.

1,3 % de argn.

0,05% de helio, hidrgeno, dixido de carbono, etc., y cantidades variables de agua y

polvo.

Peso Especfico

Es el peso por unidad de volumen. Para el aire es de 1,293 kg/m3 a 0 C y una atmsfera de

presin.

Volumen especfico

Es el volumen de la unidad de peso. Para el aire es de 0,773 m3/Kg. a 0 C y una atmsfera de

presin.

Presin

Es la fuerza por unidad de superficie que ejerce un lquido o un gas (en neumtica el aire)

IInngg.. PPaabbll

8

perpendicu

Sistema In

un newton

equivale a

Matemtic

que recibe

Princip

Cuando se

transmite c

siguiente fi

Experim

Torricelli c

forma de re

oo EE MMoonnttaallvvoo JJ

ularmente a

nternacional

n por metro

760 mm de

camente pod

su accin. E

pio de P

e ejerce una

con igual in

figura.

mento d

comprob l

ealizar el ex

JJaarraammiilllloo

a dicha supe

l de unidade

cuadrado e

e mercurio e

demos decir

Es decir:

Pascal

a presin en

ntensidad en

de Torri

la presin a

xperimento.

erficie. La p

es (SI), la p

s un pascal

en un barm

r que la pre

P

n un fluido

n todas dire

P = P

Figura 1 Pr

icelli

atmosfrica

.

presin sue

presin se e

(Pa). La at

metro conven

esin es el c

SFP =

(lquido o g

ecciones. Es

1 = P2 = P3

rincipio de P

y midi su

ele medirse

xpresa en n

tmsfera se

ncional.

cociente en

gaseoso) en

sto se obser

3

ascal

u valor. La

en atmsfe

newton por

define com

ntre la fuerz

ncerrado en

rva de mejo

figura sigu

eras (atm);

metro cuad

mo 101.325

za y la supe

un recipien

or manera c

uiente mues

en el

drado;

Pa, y

erficie

nte se

con la

stra la

IInn

Se el

con m

cube

oscil

Atm

Es la

cono

de la

Pre

El re

dicha

Esta

Todo

La d

los d

mano

nngg.. PPaabblloo EE MMoo

lige un tubo

mercurio y

ta contenie

laciones, qu

msfera

a presin d

oce con el n

a atmsfera

esin ab

esultado de

a superficie

presin se d

os los cuerp

iferencia en

diversos c

omtrica.

oonnttaallvvoo JJaarraammiillll

o de aproxi

se tapa con

endo mercur

ueda en equi

a

de una colum

nombre de p

es 1,033 Kg

bsoluta

dividir tod

, da como r

denomina p

pos, normalm

ntre la presi

lculos; la

lloo

Figura 2

imadamente

un dedo el

rio. Quitan

ilibrio alcan

mna de me

presin atm

g./cm2.

y relati

da la fuerza

resultado la

presin abso

mente, estn

in absoluta

miden los

2 Experimen

e 85 cm. de

extremo ab

do el dedo

nzando su ni

ercurio de 7

mosfrica no

iva

a ejercida s

presin.

oluta y la m

n sometidos

a y la atmo

s manmetr

nto de Torrice

e longitud c

bierto. Se in

desciende

ivel una altu

760 mm., d

ormal (o altu

sobre los el

miden los ba

s a presin a

osfrica es l

ros y la d

elli

cerrado por

nvierte el tub

algo el me

ura de 76 cm

de altura a

ura baromt

lementos de

rmetros.

atmosfrica

la que gener

denominamo

r un extrem

bo y se intr

ercurio y, tr

m.

nivel del m

trica norma

e una super

.

ralmente se

os presin

9

mo. Se llena

oduce en la

ras algunas

mar y se la

al). El valor

rficie, entre

e emplea en

relativa o

9

a

a

s

a

r

e

n

o


10

Figura 3 Tipos de presin

Cuando se da una presin y salvo advertir lo contrario, segn normas CETOP1, se trata de

presin relativa.

En la figura 3 podemos observar un grfico relativo a las diversas presiones.

Unidades de Presin

La unidad SI (Sistema Internacional de Unidades) de la presin P es el Pascal (Pa).

1 Pa = 1 N/m

Tambin se admite como unidad legal el Bar.

1 bar = 100.000 Pa = Pa

Adems, en la prctica se utilizan an con frecuencia otras unidades antiguas.

Atmsfera tcnica at 1 at = 98.067 Pa

1 Comit Intergubernamental para las Transmisiones leo-hidrulicas y Pneumticas.

Presin de Vacio (negativa)

Presin Manomtrica (positiva)Presin Absoluta

Presin Absoluta

Presin Admosfrica

Cero Absoluto


11

Tabla 1 Unidades de presin

Unidad Smbolo Equivalencia

Atmsfera fsica atm 1 atm = 101.330 Pa

Milmetros de columna de agua mm H2O 1 mm H2O = 9,8067 Pa

Kilopondio por metro cuadrado kp/m 1kp/m = 9,8067 Pa

Torr (Milmetros de columna de mercurio) Torr (mm Hg.) 1 Torr = 133,32 Pa

La unidad anglosajona es Pound per square

inch,

Psi

(ver nota 2)

1 Psi = 6894,8 Pa

Caudal

Caudal es la cantidad de fluido que pasa por una determinada seccin de un conducto por

unidad de tiempo.

tVQ =

Donde:

Q = caudal

V = volumen

t = tiempo

Existen dos formas de expresar el caudal:

1. Caudal msico. Cantidad de masa de un fluido que pasa por una seccin en la unidad

de tiempo.

2 Psi (libras por pulgada cuadrada).


12

2. Caudal volumtrico. Volumen de fluido que pasa por una seccin en la unidad de

tiempo.

En ambos casos est relacionado con la densidad del fluido, que en los gases es variable con

la presin y la temperatura.

Cuando se habla de caudal de aire libre, es decir caudal volumtrico referido a la atmsfera

normal de referencia (ANR), nos estamos refiriendo a un caudal msico, puesto que en estas

condiciones normales la densidad es constante.

Conociendo la velocidad del fluido y la seccin de tubera por donde circula, se puede hallar

el caudal de la manera siguiente:

tAxLQ

tLv

AxLV

=

==

Donde:

V = volumen

A = seccin

L = longitud

v = velocidad

Calor y Temperatura

Calor

Es la transferencia de energa de una parte a otra de un cuerpo, o entre diferentes cuerpos, en

virtud de una diferencia de temperatura. El calor es energa en trnsito; siempre fluye de una

zona de mayor temperatura a una zona de menor temperatura, con lo que eleva la temperatura

de la segunda y reduce la de la primera, siempre que el volumen de los cuerpos se mantenga

constante. La energa no fluye desde un objeto de temperatura baja a un objeto de temperatura


13

alta si no se realiza trabajo.3

Podemos decir tambin que el calor es la manifestacin de la energa que provoca variaciones

en algunas propiedades fsicas de los cuerpos. El calor pasa de un cuerpo caliente a otro fro

hasta que ambos adquieren la misma temperatura.

Temperatura

La sensacin de calor o fro al tocar una sustancia depende de su temperatura, de la capacidad

de la sustancia para conducir el calor y de otros factores. Aunque, si se procede con cuidado,

es posible comparar las temperaturas relativas de dos sustancias mediante el tacto, es

imposible evaluar la magnitud absoluta de las temperaturas a partir de reacciones subjetivas.

Cuando se aporta calor a una sustancia, no slo se eleva su temperatura, con lo que

proporciona una mayor sensacin de calor, sino que se producen alteraciones en varias

propiedades fsicas que pueden medirse con precisin. Al variar la temperatura, las sustancias

se dilatan o se contraen, su resistencia elctrica cambia, y en el caso de un gas su presin

vara. La variacin de alguna de estas propiedades suele servir como base para una escala

numrica precisa de temperaturas (ver ms adelante).

La temperatura depende de la energa cintica media (o promedio) de las molculas de una

sustancia; segn la teora cintica, la energa puede corresponder a movimientos rotacionales,

vibracionales y traslacionales de las partculas de una sustancia. La temperatura, sin embargo,

slo depende del movimiento de traslacin de las molculas. En teora, las molculas de una

sustancia no presentaran actividad traslacional alguna a la temperatura denominada cero

absoluto.

ESCALAS DE TEMPERATURA

En la actualidad se emplean diferentes escalas de temperatura; entre ellas estn la escala

Celsius (tambin conocida como escala centgrada), la escala Fahrenheit, la escala Kelvin, la

escala Rankine o la escala termodinmica internacional. En la escala Celsius, el punto de

3 Enciclopedia Microsoft Encarta 2007. 1993-1999 Microsoft Corporation. Reservados todos los derechos.


14

congelacin del agua equivale a 0 C, y su punto de ebullicin a 100 C. Esta escala se utiliza

en todo el mundo, en particular en el trabajo cientfico. La escala Fahrenheit se emplea en los

pases anglosajones para medidas no cientficas y en ella el punto de congelacin del agua se

define como 32 F y su punto de ebullicin como 212 F. En la escala Kelvin, la escala

termodinmica de temperaturas ms empleada, el cero se define como el cero absoluto de

temperatura, es decir, -273,15 C. La magnitud de su unidad, llamada kelvin y simbolizada

por K, se define como igual a un grado Celsius. Otra escala que emplea el cero absoluto como

punto ms bajo es la escala Rankine, en la que cada grado de temperatura equivale a un grado

en la escala Fahrenheit. En la escala Rankine, el punto de congelacin del agua equivale a 492

R, y su punto de ebullicin a 672 R.

Figura 4 Escalas de temperatura

En 1933, cientficos de treinta y una naciones adoptaron una nueva escala internacional de

temperaturas, con puntos fijos de temperatura adicionales basados en la escala Kelvin y en

principios termodinmicos. La escala internacional emplea como patrn un termmetro de

resistencia de platino (cable de platino) para temperaturas entre -190 C y 660 C. Desde los

660 C hasta el punto de fusin del oro (1.063 C) se emplea un termopar patrn: los

termopares son dispositivos que miden la temperatura a partir de la tensin producida entre

dos alambres de metales diferentes. Ms all del punto de fusin del oro las temperaturas se

miden mediante el llamado pirmetro ptico, que se basa en la intensidad de la luz de una

373

273

212

32

100

0

Kelvin Fahrenheit Centigrado


15

frecuencia determinada que emite un cuerpo caliente.4

Caractersticas fundamentales de los gases

Los gases presentan las siguientes caractersticas:

El aire no tiene forma determinada y tiende a repartirse uniformemente dentro del recipiente que los contiene.

La presin de un gas encerrado en un recipiente se encuentra en equilibrio en todos los puntos de su masa y mantiene la misma presin en cualquier punto del recipiente.

La densidad de un gas depende de su presin y temperatura.

La masa de un gas opone muy poca resistencia a los esfuerzos de corte.

El aire permite ser comprimido (compresin) y tiene tendencia a la dilatacin (expansin).

Ley de BoyIe - Mariotte

A temperatura constante, la presin de un gas es inversamente proporcional a su volumen, es

decir, el producto de la presin absoluta por el volumen es una constante para una de-

terminada masa de gas.

EJEMPLO:

En la figura siguiente consideramos que la presin es de 1 Kg./cm2 y el volumen de 1 m3. Se

ejerce una fuerza que comprime el aire hasta que ocupe un volumen de 0,5 m3. Suponiendo

que la temperatura ha permanecido inalterable durante el proceso de compresin,

calcularemos la presin P1.

4"Calor," Enciclopedia Microsoft Encarta 2007. 1993-1999 Microsoft Corporation.

IInngg.. PPaabbll

16

De donde

Este proce

temperatur

Ley de

El volumen

presin con

A volumen

Si la presi

su volumen


eso es pura

ra, presin y

Gay - L

n de una de

nstante, el v

n constante,

n permane

n:

JJaarraammiilllloo

F

1P

amente te

y volumen p

Lussac

eterminada

volumen oc

la presin

ce constant

Figura 5 Ley

PxV

1

1

VPxV ==

rico, pues

pueden mod

cantidad de

cupado por

de un gas e

VV

te y la temp

12 VTVT =

de BoyIe - M

11xVPV =

3

32

5.0

1

m

mxcmkg

en la prc

dificarse.

e gas vara p

un gas es p

s proporcio

2

1

2

1

TT

VV =

eratura se e

(273 2

11 T

VTT +

Mariotte

2 2 cmkg=

ctica, duran

proporciona

proporcional

nal a su tem

eleva 1 K (

)1T

nte el ciclo

almente a la

l a su tempe

mperatura ab

Kelvin) el a

o de trabaj

a temperatu

eratura abso

bsoluta.

aire dilata 2

jo, la

ura. A

oluta.

2731 de


17

Siendo

VT1 = volumen a la temperatura T1.

VT2 = Volumen a la temperatura T2.

EJEMPLO

Disponemos de 0,5 m3 de aire a la temperatura T1 = 290 K (17 C); aumenta la temperatura

hasta T2 = 350 K (77 C). Cul ser el volumen que ha adquirido el aire a esta ltima

temperatura? Aplicando la ley de Gay-Lussac, tendremos:

32

2

2

121

12

m 7.0

2.05.0

)290350(273

5.05.0

)(273

=+=

+=

+=

VTVT

VT

TTVTVTVT

El aire se ha dilatado de 0.5 a 0.7 m3.

Aplicacin de las leyes explicadas

EJEMPLO:

Disponemos de un depsito de 4 m3 de aire a una presin de 7 bar y una temperatura de 300 K

(27 C). Qu cantidad de aire en condiciones normales contiene?

Aplicando la ley de BoyIe-Mariotte, tendremos:

P = Presin atmosfrica = 1 bar.

P1 = Presin relativa dentro del depsito = 7 bar.

V = Volumen a la presin P.

V1 = 4 m3.

11xVPPxV =


18

De donde

k 300 a libre aire m 28bar 1

m 4 bar 7

3

3

11

==

=

V

xV

PxVPV

Calcularemos a continuacin el volumen del aire a temperatura normal (273 K = 0 C).

Aplicando la ley de Gay-Lussac, tendremos:

30

0

0

00

Nm 2.258.228

)300273(2732828

)(273

==

+=

+=

VV

V

TTVVV

IInn

Los s

caud

gene

las co

El pr

(com

1

2

3

Al m

comp

salid

El ai


PPrroo

sistemas ne

dal suficient

racin de ai

ondiciones

roceso de tr

mpresin) y

1. Vlvulas

2. Aire en l

3. Vlvula

moverse el v

presin (2),

da (3) el aire

ire comprim


oodduucccc

umticos co

te y con un

ire comprim

de aire conv

ransformaci

lo podemos

Figur

s para la ent

la cmara d

de salida de

vstago hac

luego al m

e a presin e

mido obten

lloo

CC

cciinn dd

onsumen air

na presin d

mido se utili

veniente pa

in est bas

s apreciar en

ra 6 Principio

trada del air

de compresi

el aire comp

cia la izquie

moverse a la

es soltado h

nido es con

CCaappttuu

ddeell AA

re comprim

determinada

izan los com

ara el accion

sado en la d

n la siguient

o de funciona

re

n

primido

erda el aire

derecha el

hacia fuera d

nducido a tr

uulloo 33

iirree CCo

mido el mism

a segn el r

mpresores, c

namiento de

disminucin

te figura.

amiento de un

ingresa po

aire es com

de la cmara

ravs de ca

oommpprr

mo que debe

requerimien

cuya misin

e los elemen

n del volum

n compresor

or las vlvu

mprimido y a

a de compre

analizacion

rriimmiidd

e estar dispo

nto del traba

n consiste en

ntos neumt

men especfi

las (1) a la

al abrirse la

esin.

es y norma

19

oo

onible en el

ajo. Para la

n conseguir

ticos

fico del aire

a cmara de

a vlvula de

almente al-

9

l

a

r

e

e

e

-

IInngg.. PPaabbll

20

macenado

Tipos

Los compr

(de accin

tipos puede

Los ms co

Compr

Con estos

presiones m

Los compo

cilindro (c

Generalme

la presin

etapa aume

son mnim

La compre

afectan esp


en depsito

de Com

resores seg

n positiva o

en clasificar

omunes son

resores

compresor

muy altas se

onentes prin

mara de co

ente se utiliz

atmosfrica

enta esta pr

mas.

esin gener

pecialmente

JJaarraammiilllloo

os o acumul

mpreso

n el tipo de

de desplaz

rse a su vez

n:

de mb

es puede co

e necesitan

ncipales son

ompresin)

zan dos eta

a a una pre

resin hasta

ra calor, po

e a la lubric

ladores.

ores.

e ejecucin

zamiento) y

z en varios s

bolo.

Figura 7 Com

omprimirse

compresore

n un crter,

con vlvula

apas en el cu

sin igual a

a el valor fin

or lo que p

cacin, suele

se pueden c

compresor

subgrupos.

mpresor de

e el aire a c

es de mbol

, un cigea

as de aspira

ual en la pr

a la raz cu

nal. Con est

para reduci

e introducir

clasificar en

res de caud

mbolo

cualquier pr

lo de varias

al, una biel

cin y de de

rimera etapa

adrada de l

ta relacin

ir los probl

rse una etap

ntre compre

dal (rotacion

resin dese

etapas.

la, un embo

escarga.

a se compri

la presin fi

las necesid

lemas de t

pa de refrig

esores de m

nales). Esto

eada. Para l

olo o pistn

ime el aire d

final. La seg

ades de pot

temperatura

eracin entr

mbolo

os dos

lograr

n y un

desde

gunda

tencia

a, que

re los

IInn

cilind

agua

Com

Com

tocar

comp

comp

canti

entre

bar.

Com

Se c

hasta


dros de baja

a o aire.

mpreso

mprende de

rse, estando

primido ent

pacto y pue

idades de ai

e la carcasa

mpreso

onsiguen co

a 6 bar. Su c


a y alta pre

or helico

uno o dos

o siempre e

tre los roto

de trabajar

ire. En los d

y la hlice

or de pa

on estos co

construccin

lloo

esin; esta e

oidal.

Figur

s pares de

en la misma

ores que gi

a gran velo

de un solo r

giratoria, y

aletas.

Figur

ompresores

n es sin vlv

etapa puede

ra 8 Compres

rotores he

a posicin r

iran y sale

cidad, carac

rotor el aire

y finalmente

ra 9 Compres

presiones a

vulas y ofre

e consistir e

sor helicoidal

licoidales e

relativa. El

e por el otr

cterstica m

e es transpo

e expulsado

sor de paletas

aproximada

ece un cauda

en un interca

l

engranados

aire aspira

ro extremo

muy adecuad

ortado en lo

o. Se logran

s

amente de 4

al continuo

ambiador d

que giran

ado por un

o. Es un m

da para atend

os espacios q

n presiones

4 bar; con

.

21

de calor con

juntos sin

extremo es

modelo muy

der grandes

que quedan

de hasta 10

dos etapas,

n

n

s

y

s

n

0

,

IInngg.. PPaabbll

22

Este comp

colocado d

nmero va

contra las

perfectame

tambin la

parte de

amplitud,

retirando o

comprimid

rotor.

Compr

Trabajan a

Filtrad

El aire que

se encuentr

equipos en

concentrac

volumen.


presor se pr

de una mane

ariable de pa

paredes d

ente a ellas

a lubricaci

ste ms al

correspond

obligadas p

do y sale po

resor de

a una presin

do del A

e ingresa al

ran flotando

n los cual

cin de pol

JJaarraammiilllloo

resenta de f

era excntri

aletas que, c

del cilindro

s, configura

n. Puesto q

lejada del e

iente a la e

por la pared

or una aber

e mbol

Figu

n de 4 a 5 b

Aire

compresor

o en el amb

les va a s

lvo y part

formas muy

ica en el cil

conforme g

o. Estas pa

ando as u

que el rotor

eje del roto

entrada de

d del cilind

rtura situada

lo rotati

ura 10 Compr

bar con caud

debe ser fi

biente as co

ser utilizad

culas al s

y variadas,

lindro de co

gira aqul, s

aletas se d

un comparti

r est desce

or las palet

aire. Confo

dro, con lo

a en la part

ivo.

resor de mbo

dal interrum

iltrado para

omo residuo

do el aire

er comprim

pero, bsic

ompresin;

son impulsa

deslizan po

imiento est

entrado con

tas formar

orme el rot

o que la c

te del cilind

olo rotativo

mpido.

evitar que

os de carbn

comprimid

mido el air

camente, co

el rotor est

adas por la f

or las pare

tanco, a lo

n respecto a

n una cm

tor gira, las

mara se re

dro ms pr

las partcul

n y otros ca

do. Tener p

re aumenta

onsta de un

t provisto d

fuerza centr

edes ajustn

que contr

al cilindro,

mara de m

s paletas se

educe, el ai

xima al ej

as del polvo

ausen daos

presente qu

a por unida

rotor

de un

rfuga

ndose

ibuye

en la

xima

e van

ire es

je del

o que

s a los

ue la

ad de


23

Secado del aire

Al igual que el polvo y partculas que se encuentran en la atmsfera tambin se encuentra la

humedad que al comprimir el aire se condensa formando gotas de agua que se van

depositando en el fondo del compresor el mismo que es necesario drenar peridicamente,

pero, algunas gotas de agua se mezclan con el aire comprimido que sale del compresor hacia

su utilizacin, humedad que es muy perjudicial por lo que es aconsejado secar el aire

comprimido antes de su utilizacin.

Existen varios mtodos de secado del aire comprimido los mismos que vamos a indicar a

continuacin.

Secado por absorcin

El secado por absorcin es un procedimiento puramente qumico. El aire comprimido pasa a

travs de un lecho de sustancias secantes. En cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto

con dicha sustancia, se combina qumicamente con sta y se desprende como mezcla de agua

y sustancia secante.

IInngg.. PPaabbll

24

Esta mezc

manual o a

intervalos

aceite, si so

filtro fino d

El procedim

Ins

Red

No

Secado


cla tiene qu

automticam

regulares (

on grandes,

delante de e

miento por

talacin sim

ducido desg

necesita ap

o por ad

JJaarraammiilllloo

ue ser elim

mente, con e

2 a 4 vece

, influyen en

este.

absorcin s

mple

gaste mecn

portacin de

dsorci

Figura 11 Se

minada regu

el tiempo se

s al ao). E

n el funcion

se distingue

nico, porque

e energa ex

n

ecado por abs

ularmente d

e consume l

En el secad

namiento de

:

e este no tien

xterior.

sorcin

del absorbed

la sustancia

dor se separ

el secador. P

ne piezas m

dor, ello se

a secante, y

ran vapores

Por esto con

mviles

e puede re

debe suplir

s y partcul

nviene mont

alizar

rse en

las de

tar un

IInn

Este

vivos

da el

el ai

natur

Sec

Este

roco

inter

preen

de 1,


principio s

s o en form

l nombre de

ire comprim

ralmente lim

cado po

tipo de sec

o. El aire c

cambiador

nfriado pasa

,7 C.; en s


se basa en u

ma de perlas

e GEL; este

mido pasa

mitada (se s

or enfria

cado se bas

comprimido

de calor a

a por el gru

stos proceso

lloo

Figura

un proceso

. Se compo

gel tiene co

a travs de

atura), pudi

amiento

sa en el pri

o a secar e

aire-aire (air

upo frigorfi

os se deben

a 12 Secado p

fsico. El

one de casi u

omo misin

e l. La ca

iendo ser es

o

incipio de l

entra en el

re fri y se

ico (vaporiz

eliminar el

por adsorcin

material de

un 100 % d

n absorber e

apacidad ad

ste regenera

la reduccin

l secador p

eco proven

zador) y se

agua y acei

n

e secado es

dixido de s

el agua y el

dsorbente d

do.

n de la tem

pasando pri

niente del v

enfra mas

ite condensa

granuloso

silicio, en g

vapor de ag

de un lecho

mperatura de

imero por

vaporizador

hasta una t

ados.

25

con cantos

eneral se le

gua cuando

o de gel es

el punto de

el llamado

r), este aire

temperatura

5

s

e

o

s

e

o

e

a

IInngg.. PPaabbll

26

El secado p

Los castos

del total de

Enfria

Por efecto

con la can

adecuado;

acciona ser

ellas. Los c

Cuando se

refrigeraci

refrigeraci


por fro es e

s de secado

e los costos

do del

de la comp

ntidad de ca

en compres

r la encarg

compresore

e trata de un

n por air

n por circ

JJaarraammiilllloo

F

el mtodo m

del aire co

de producc

l aire

presin del

alor que se

sores peque

gada de refr

es mayores v

na estacin

re. Entonc

ulacin de

igura 13 Seca

ms econm

omprimido a

cin del aire

aire se des

desarrolle,

eos, las ale

rigerar al air

van dotados

n de compre

es los com

agua en cir

ado por enfri

mico para sec

alcanzan en

e comprimid

sarrolla calo

, se selecci

etas de refr

re que atrav

s de ventilad

esin de ma

mpresores

rcuito cerra

iamiento

car aire com

ntre el 10 y

do.

or que debe

onara el sis

igeracin c

viesa por un

dores adicio

as de 30 Kw

van equip

ado o abiert

mprimido.

y el 20 % ap

e ser evacua

stema de re

olocadas en

n serpentn

onales que e

Kw. de poten

pados con

to. A menu

proximadam

ado. De acu

efrigeracin

n la polea q

colocado ju

evacuan el c

ncia, no ba

un sistem

udo se teme

mente

uerdo

n mas

que lo

unto a

calor.

sta la

ma de

en los

IInn

gasto

refrig

cond

Ub

El si

circu

repar

Un p

Moto

eleva

Para

venti

comp

empa

exce

Debe

sala d

es la

Rec


os de una

geracin pr

diciones.

bicacin

istema de c

ulacin de a

racin. Deb

punto muy

ores diesel o

acin de la t

evitar que

ilacin ade

ponentes m

aquetaduras

sivamente.

er tomarse

del sistema

ventilacin

comend


instalacin

rolonga la d

n del s

ompresin

aire y el esp

be eliminars

importante

o frente a l

temperatura

el compreso

ecuada. Es

mviles co

s y sellos

e las medid

de compres

n forzada.

dacione

lloo

n mayor c

duracin de

sistema

debe mante

pacio suficie

e cualquier

es no insta

neas de des

a de trabajo

or trabaje s

te es un

omo son

no pierd

as correctiv

sin y el me

es para

Figura 1

con torre d

el compreso

a de Co

ener el espa

ente para po

posibilidad

alar el equi

scarga de ai

.

obre tempe

factor mu

los rodam

dan cualida

vas necesar

edio ambien

la toma

14 Toma de a

de refrigera

or y proporc

ompres

acio libre y

oder realizar

d de recircul

ipo junto a

ire o vapor c

eraturas reco

uy importan

mientos n

ades y los

rias si la dif

nte externo

a de aire

aire inadecua

acin. No

ciona aire m

sin.

y suficiente

r un manten

lacin de air

fuentes de

caliente ya

omendadas

nte, ya qu

no fallen

s diafragm

ferencia de

es mayor a

e.

ada

obstante,

ms fri y

que permit

nimiento ad

re caliente.

e calor com

que estos o

es necesari

ue permitir

prematuram

mas no se

temperatur

15 C. Una

27

una buena

en mejores

ta una libre

decuado y/o

mo calderos.

ocasionan la

io tener una

r que los

mente, las

deformen

ras entre la

a alternativa

7

a

s

e

o

.

a

a

s

s

n

a

a

IInngg.. PPaabbll

28

La admisi

pequeas. N

El stano n

cuarto de m

La entrada

comprime


n para el

No es la me

no ayuda m

maquinas, e

a exterior su

mayor cant

JJaarraammiilllloo

compresor

ejor, porque

Figu

mucho a la

n especial j

Fig

uele ser mej

tidad de aire

en el cuar

e el aire sue

ura 15 Admis

admisin, p

unto al entr

gura 16 Adm

jor porque

e con menor

rto de mqu

le estar cali

sin de aire in

porque el a

repiso. El ai

isin de aire

el aire fro

r potencia. A

uinas es m

iente junto a

nadecuado

ire suele es

ire del stan

adecuado

ocupa men

Adems tra

muy comn

al compreso

star tan cali

no est hm

nos volumen

abaja ms fr

en instalac

or.

iente como

medo.

n y el comp

o.

ciones

en el

presor

IInn

Ins

Los

temp

aume

Hay

peso


talacin

tubos de d

peratura en

ento en la ad

que soporta

est contra


n de tub

Figu

descarga y

la admisin

dmisin.

ar los tubos

a el cilindro,

lloo

bos de A

ura 17 Ubicac

admisin n

n. Luego, h

Figura 18 S

s de entrada

, se desaline

Admisi

cin de tubo

nunca deben

hay una pr

Sujecin de tu

a de aire en

ea el compr

n.

de admisin

n estar en

rdida de alr

ubera de adm

n los compr

resor y nece

inadecuado

el mismo c

rededor del

misin

resores gran

esita reparac

conducto. S

1% por ca

ndes. En otr

ciones costo

29

Se eleva la

ada 3 C de

ra forma, el

osas.

9

a

e

l

IInngg.. PPaabbll

30

El dimetr

mismo tam

Consej

El filtro de

slidos co

admisin.


ro de los tub

mao o mayo

jos Para

e admisin

n una mall

JJaarraammiilllloo

bos debe au

or que la en

a Toma

Figur

en el exter

la. Esto ev

Figura 19 T

umentar 1 c

ntrada al com

s Exter

ra 20 Consejo

rior se prote

vita que los

Tubos de adm

cm. por cad

mpresor.

iores.

os para toma

ege contra l

s papeles y

misin

da metro de

as exteriores

la lluvia co

y otros cuer

e tubo. El tu

on una cubi

rpos obstru

ubo debe se

erta y contr

uyan el filtr

er del

ra los

ro de

IInn

La a

succi

Si se

haga

Ac

En la

por l

utiliz

comp

marc


admisin ex

iona los vap

e va a pone

an sombra.

cumula

as instalacio

lo general,

zacin. Suc

primido a

chas el com


xterior cerca

pores. Es m

er la admisi

dor.

ones central

de formas

cede que en

la presin

mpresor y es

lloo

Figura 2

a de los tub

ejor colocar

Figura

in en el ex

lizadas, el g

intermiten

n un determ

normal de

sperar a qu

21 Toma de a

bos de dren

r la entrada

a 22 Toma de

xterior busc

gasto de air

te y no un

minado mom

e distribuci

ue la red de

aire inadecua

naje o escap

donde slo

aire adecuad

car un lado

re comprim

niforme, dep

mento se so

n. Natural

e distribuci

ada

pe es mala

o haya aire l

da

o en donde

mido se reali

pendiendo

olicite una

lmente ser

n est com

. El tubo d

impio y sec

el edificio

iza en vario

de las nece

gran cantid

a necesario

mpletamente

31

de admisin

co.

o un techo

os puntos y,

esidades de

dad de aire

o poner en

e a presin.

n

o

,

e

e

n

.


32

Para evitar este inconveniente se instala un acumulador a la salida del compresor, que debe

estar dimensionado de acuerdo con el mximo caudal instantneo de la instalacin.

Figura 23 Acumulador de aire

Los acumuladores pueden montarse vertical u horizontalmente. Para ser instalados, deben

estar provistos de:

Manmetro

Vlvula de seguridad

Grifo de purga (para evacuar el agua acumulada)

Puerta de registro

Placa de caractersticas.

Los acumuladores son de chapa de acero. Pueden situarse en puntos alejados si las

circunstancias as lo aconsejan. Se instalan al descubierto para facilitar el enfriamiento del

aire antes de su paso a las tuberas de distribucin. El acumulador ms perfecto y mejor

situado es el que enfra el aire a la temperatura ambiente.

Los acumuladores presentan algunas ventajas como las siguientes:


33

Reducen los efectos de las pulsaciones en los compresores de mbolos, con lo que se regulariza el trabajo de mquinas accionadas con aire comprimido.

Siendo la capacidad adecuada, atiende con rapidez a las demandas extraordinarias de aire que suelen hacerse momentneamente.

Proporcionan al aire comprimido la oportunidad de tranquilizarse para que el agua, polvo y aceite puedan separarse.

Gracias a la gran superficie del acumulador el aire se refrigera antes de que pase a las tuberas, condensndose en ellas la mayor parte de la humedad.

Permite que los motores de arrastre de los compresores trabajen en forma intermitente, ahorrando por tanto energa y alargando sus horas de funcionamiento.

Distribucin del Aire Comprimido.

La distribucin del aire comprimido desde el equipo productor hasta el consumidor no debe

descuidarse nunca, pues como resultado de la racionalizacin y automatizacin, las empresas

precisan continuamente una mayor cantidad de aire. Cada mquina y mecanismo necesita una

determinada cantidad de aire, siendo abastecido por un compresor, a travs de una red de

tuberas.

El dimetro de las tuberas debe elegirse de manera que si el consumo aumenta, las prdidas

de presin entre el acumulador y el consumidor no sobrepasen 10 kpa (1 bar). En la

planificacin de instalaciones nuevas debe preverse una futura ampliacin de la demanda de

aire, por cuyo motivo debern dimensionarse generosamente las tuberas.

Dimensionado de las Tuberas.

Las tuberas de aire comprimido pueden tener desde algunos mm. de dimetro interior hasta

varios cm. pudiendo ser de goma, plstico, nylon o metal. La seleccin del dimetro interior

de la tubera no deber elegirse conforme a otros tubos existentes, ni con regla emprica

existente, sino en conformidad con:

El caudal


34

La longitud de las tuberas

La prdida admisible de presin

La presin de trabajo

La cantidad de estrangulamientos en la red

En la prctica se utilizan los valores reunidos con la experiencia. El siguiente monograma

ayuda a encontrar el dimetro de la tubera de formas rpida y sencilla.

Figura 24 Abaco para seleccin de tuberas para aire

IInn

EJEM

Si te

estos

Requ

estos

pivot

enco

tuber

Ten

No s

mism

debe

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En el

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enemos 300

s dos punto

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s dos punto

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ntramos el p

ra de 100 m

ndido d

solo import

mas. Las tub

n instalarse

s, la detecc

ionan consi

l tendido de

ntido de la c


0 m de tube

os en las rec

una presin

os en las re

Uniendo lo

punto de cr

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e la red

ta el dimen

beras requi

e dentro de

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e tuberas d

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ctas

texto de neumática y electroneumática

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