¿Cómo se establece la presión del aire comprimido en la industria? Análisis del rango de uso habitual, de las caídas de presión y de las necesidades del equipo.

Introducción: El significado central de la configuración de la presión

En la producción industrial, el aire comprimido es considerado la segunda fuente de energía más importante, solo por detrás de la electricidad. La configuración adecuada de la presión del sistema no solo determina la eficiencia operativa de los equipos neumáticos, sino que también influye directamente en el consumo energético de todo el sistema de compresión de aire. Un ajuste de presión demasiado elevado conlleva un desperdicio innecesario de energía eléctrica, mientras que una presión insuficiente puede provocar un funcionamiento lento de los equipos e incluso su parada. Por ello, analizar de manera científica la lógica de establecimiento de la presión constituye un paso clave para la optimización del ahorro energético en las plantas.

Rango de presión habitual del aire comprimido industrial

En la mayoría de los entornos industriales convencionales, la presión de suministro del aire comprimido suele establecerse enDe 0,6 MPa a 0. 8 MPaEntre ellos. Este rango puede satisfacer las necesidades de la gran mayoría de los componentes neumáticos estándar y de las herramientas neumáticas universales.

• Sistema de baja presión: En algunos procesos especiales, como el transporte de materiales y la agitación durante la fermentación, suele emplearse una alimentación de aire a baja presión, entre 0,2 y 0,4 MPa.
• Sistema de media tensión: En el mecanizado convencional, las líneas de montaje y las máquinas de envasado, entre otros, se utiliza comúnmente una presión de 0,6 MPa a 0. 8 MPa.
• Sistema de alta presión: Algunos equipos de ensayo especiales, la purga a alta presión o determinados sistemas neumáticos pueden requerir presiones que oscilan entre 1,0 MPa y 3,0 MPa, e incluso superiores.

Generación e impacto de la pérdida de carga en las redes de tuberías

La presión de salida del compresor no equivale a la presión efectivamente recibida en el extremo del equipo. A medida que el aire comprimido circula por la red de tuberías, debido a la fricción de las conducciones y a la resistencia provocada por elementos como codos, válvulas y filtros, se genera…Pérdida de presión (caída de presión).

Por lo general, la pérdida de carga en un sistema de tuberías bien diseñado debe mantenerse dentro de0,05 MPa a 0. 1 MPaDentro de este rango. Si la pérdida de carga es demasiado elevada, podrían surgir los siguientes problemas:

• El equipo terminal presenta una disminución de su eficiencia operativa debido a la falta de presión.
• Para compensar la caída de presión, es necesario aumentar la presión de descarga del compresor de aire, lo que provoca un fuerte incremento del consumo energético.
• Una velocidad de flujo demasiado elevada puede agravar el desgaste de las tuberías y aumentar el riesgo de formación de condensación.

Análisis de las exigencias de presión de los distintos equipos neumáticos

La sensibilidad a la presión y las necesidades varían considerablemente entre los distintos dispositivos terminales; al establecer la presión del sistema, es indispensable tomar en cuenta…La demanda final más exigenteTomar como referencia, teniendo en cuenta también la rentabilidad del equipo.

• Cilindros estándar y válvulas neumáticas: Por lo general, basta con una presión de trabajo de 0,4 MPa a 0,6 MPa para garantizar un funcionamiento suave.
• Amoladora neumática y llave inglesa: Este tipo de herramientas es bastante sensible a las fluctuaciones de presión y, por lo general, requiere una presión estable de entre 0,6 y 0,7 MPa para mantener la velocidad y el par nominales.
• Equipo de pulverización: Requiere una estabilidad extremadamente alta de la presión de aire; las fluctuaciones de presión afectan directamente el rendimiento de la atomización, por lo que suele ser necesario mantener una presión constante entre 0,5 y 0,6 MPa.

Estrategia de optimización para el establecimiento científico de la presión del sistema

Para lograr un funcionamiento eficiente del sistema, las empresas deben seguir las siguientes estrategias al establecer y gestionar la presión del aire comprimido:

• Establecimiento orientado a la demandaRealizar una inspección exhaustiva de todos los equipos que utilizan aire comprimido en el taller, identificar aquellos con la presión de demanda más elevada y establecer, como presión de descarga objetivo del compresor, dicha presión más una caída de presión razonable en la red de tuberías, evitando aumentar la presión de manera indiscriminada.
• Suministro de gas por niveles y uso con reducción de presiónEn los casos en que en el taller existan numerosos equipos con demandas de baja presión, se puede optar por una distribución de aire mediante redes separadas de alta y baja presión, o bien mantener una presión relativamente elevada en la tubería principal y instalar válvulas reductoras de presión en la entrada de los equipos de baja presión, a fin de evitar el uso descalificado del aire comprimido de alta calidad.
• Optimización del diseño de la red de tuberíasSe adopta un diseño de red de tuberías en configuración anular en lugar de la configuración en árbol, se aumenta el diámetro de las tuberías principales y se reduce el número de codos y válvulas, lo que permite disminuir la pérdida de carga del sistema desde el punto de vista físico.
• Mantenimiento periódico de los consumibles: Reemplace periódicamente los filtros internos del compresor de aire, los filtros del secador y los filtros de la red de tuberías, a fin de evitar caídas de presión adicionales causadas por el obstrucción de los filtros.