LAFLaboratorio de Automatizacin y Fludica

Fluidica Nivel 1Manual 1

Curso de neumtica 1

Material didctico generado por el equipo docente del LAF

LAF________________________________________ndiceConcepto de automatizacin............................................................................................................5 Participacin De La Neumtica.......................................................................................................6 La evolucin en la tcnica del aire comprimido..........................................................................6 Propiedades del aire comprimido................................................................................................7 Rentabilidad de los equipos neumticos......................................................................................9 Fundamentos fsicos......................................................................................................................10 Definicin de conceptos.............................................................................................................11 Unidades SI deducidas y empleadas en la mecnica.....................................................................12 Fuerza.........................................................................................................................................12 Trabajo.......................................................................................................................................12 Potencia......................................................................................................................................13 Presin.......................................................................................................................................13 Presin relativa..........................................................................................................................14 Presin absoluta.........................................................................................................................14 Temperatura...............................................................................................................................14 Temperatura absoluta o Kelvin..............................................................................................15 Masa...........................................................................................................................................15 Velocidad...................................................................................................................................15 Aceleracin................................................................................................................................15 Caudal........................................................................................................................................16 Leyes de la neumtica....................................................................................................................16 El aire es compresible................................................................................................................16 Ley de Boyle Mariotte............................................................................................................16 Ley de Charles-Gay-Lussac ......................................................................................................17 Ejemplo 1:..............................................................................................................................18 Ejemplo 2: .............................................................................................................................19 Ejemplo 3:..............................................................................................................................19 Ley de los gases.........................................................................................................................19 Ejemplo 1:..............................................................................................................................20 Ejemplo 2...............................................................................................................................21 Ecuacin de estado de los gases perfectos.................................................................................21 Aire Atmosfrico.......................................................................................................................22 Humedad absoluta......................................................................................................................23 Humedad relativa.......................................................................................................................23 Aire libre....................................................................................................................................23 Aire comprimido........................................................................................................................24 Generacin y distribucin del aire comprimido............................................................................28 Compresores..............................................................................................................................28 Compresores alternativos...........................................................................................................29 Compresores a pistn.............................................................................................................29 Compresores a membrana......................................................................................................31 Compresores rotativos...............................................................................................................31 Compresores a paletas...........................................................................................................31 Compresores a tornillo...........................................................................................................33 Compresores Roots................................................................................................................34 Turbocompresores.....................................................................................................................34 Compresores radiales.............................................................................................................34 Compresores axiales..............................................................................................................35

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________________________________________LAFRegulacin de compresores alternativos....................................................................................35 Sistema de marcha y parada...................................................................................................36 Sistema de marcha en vaco...................................................................................................36 Rendimiento volumtrico de un compresor...........................................................................37 Depsito de aire comprimido.................................................................................................38 Determinacin de la capacidad de los compresores..............................................................42 Distribucin del aire comprimido..............................................................................................43 Redes de distribucin.............................................................................................................43 Clculo de las tuberas...........................................................................................................46 Ejemplos de clculo de caeras............................................................................................48 Clculo de una tubera:..........................................................................................................50 Tratamiento del aire comprimido..................................................................................................55 Tratamiento del aire a la salida del compresor..........................................................................55 Postenfriadores aire-aire y aire-agua.....................................................................................55 Tratamiento del aire a la salida del depsito..............................................................................56 Secadores frigorficos............................................................................................................56 Secadores por adsorcin........................................................................................................57 Secadores por absorcin........................................................................................................57 Separadores centrfugos.........................................................................................................58 Tratamiento del aire en los puntos de utilizacin......................................................................58 Filtros.....................................................................................................................................58 Reguladores de presin..........................................................................................................60 Lubricadores..........................................................................................................................64 Conjuntos FRL.......................................................................................................................65 Cilindros neumticos.....................................................................................................................68 Cilindros de simple efecto.........................................................................................................68 Cilindros de doble efecto...........................................................................................................69 Normalizacin ISO................................................................................................................72 Cilindros de impacto..............................................................................................................74 Actuadores rotantes neumticos............................................................................................75 Actuadores neumticos a membrana.....................................................................................76 Amortiguaciones de fin de carrera.........................................................................................76 Pistn con imn incorporado.................................................................................................78 Montajes.....................................................................................................................................79 Velocidades mxima y mnima de cilindros neumticos...........................................................80 Seleccin de cilindros neumticos.............................................................................................81 a) Aplicaciones estticas........................................................................................................82 b) Aplicaciones dinmicas.....................................................................................................84 b.1) Dimetro necesario para la elevacin.............................................................................85 b.2) Dimetro necesario para el retorno.................................................................................86 b.3) Verificacin de amortiguaciones....................................................................................87 B.4) Verificacin por pandeo.................................................................................................90 Consumo de aire en cilindros neumticos.................................................................................92 Amortiguadores hidrulicos de choque.....................................................................................94 Recomendaciones para el montaje de cilindros neumticos......................................................97 Vlvulas direccionales...................................................................................................................99 Configuracin del smbolo de una vlvula..............................................................................100 Tipos constructivos de vlvulas Vlvula de asiento esfrico..................................................103 Vlvulas de asiento de disco (poppet).................................................................................103 Vlvulas de distribuidor axial plano....................................................................................104

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LAF________________________________________Vlvulas de distribuidor rotante...........................................................................................104 Vlvulas de distribuidor axial o corredera (spool)...............................................................105 Principios de funcionamiento de vlvulas...............................................................................107 Vlvulas 2/2.........................................................................................................................107 Vlvulas 3/2.........................................................................................................................108 Vlvulas 4/2.........................................................................................................................109 Vlvulas 5/2.........................................................................................................................109 Vlvulas de 3 posiciones......................................................................................................112 Caractersticas funcionales de vlvulas...................................................................................113 Caractersticas de caudal......................................................................................................114 Presin de trabajo.................................................................................................................116 Presin de pilotaje................................................................................................................116 Frecuencia de conmutacin.................................................................................................116 Dimensionado de vlvulas.......................................................................................................117 Captores de seal sin contacto.................................................................................................120 Captores de paso..................................................................................................................120 Captores de proximidad - Reflex neumtico.......................................................................121 Recomendaciones para el montaje de vlvulas direccionales.................................................122 Vlvulas auxiliares.......................................................................................................................124 Vlvulas reguladoras de caudal...............................................................................................124 a) Regulador de caudal bidireccional...................................................................................124 b) Regulador de caudal unidireccional................................................................................125 Vlvula de no retorno o de retencin.......................................................................................127 Vlvula O o selectora de circuitos........................................................................................128 Vlvula de escape rpido.........................................................................................................129 Vlvula Y o de simultaneidad..............................................................................................130 Recomendaciones para el montaje de vlvulas auxiliares.......................................................132 BIBLIOGRAFIA.........................................................................................................................134

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Concepto de automatizacinEl hombre pone la mquina a su servicio con el objeto de lograr que lo producido por sta sea de mejor calidad, elaborando en mayor cantidad y con menos fatiga fsica de su parte, con menos riesgos de accidentes y por ende a un costo reducido. Siempre interviene para dar la orden de puesta en marcha. Segn sea el grado de su intervencin, se obtiene un mayor o menor nivel de automatismo. En primera escala se puede colocar un operador que acta directamente sobre un pulsador o vlvula que a su vez acta un cilindro neumtico para lograr un desplaza miento con una determinada fuerza. En este caso toda la responsabilidad de la decisin recae sobre el operador. Ascendiendo en la escala, si se intercala un recurso tecnolgico RT entre el operador y el elemento receptor de su decisin, disminuye su responsabilidad y se garantiza su integridad bajo determinadas condiciones. Ej.: pulsar

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LAF________________________________________dos botones en forma simultnea, uno con cada mano para ordenar una determinada operacin. Subiendo un escaln ms y agregando al caso anterior de seguridad un cierto grado de automatismo se logra que el operador de solamente una seal de arranque manual sin que sea necesaria su cuota de razonamiento o de reflejos para que el proceso contine slo, hasta cumplir el ciclo prefijado, limitando as an ms su intervencin dndole mayores garantas y fijando una secuencia lgica al proceso. En el ltimo peldao, con un conjunto de recursos tecnolgicos ntegramente automatizado, se puede anular totalmente la intervencin humana durante la ejecucin de un proceso, logrndose as la automacin total. Resumiendo, desde el punto de vista tcnico podemos definir la automatizacin como el conjunto de recursos tecnolgicos tendientes a lograr que una serie de funciones, operaciones o actos se realicen en una determinada secuencia sin la intervencin humana.

Participacin De La NeumticaLa neumtica constituye una herramienta muy importante dentro del control automtico en la industria, enumeramos aqu los conceptos ms importantes destinados a operarios y encargados de mantenimiento.

La evolucin en la tcnica del aire comprimidoEl aire comprimido es una de las formas de energa ms antiguas que conoce el hombre y aprovecha para reforzar sus recursos fsicos. El descubrimiento consciente del aire como medio - materia terrestre - se remonta a muchos siglos, lo mismo que un trabajo ms o menos consciente con dicho medio. El primero del que sabemos con seguridad es que se ocup de la neumtica, es decir, de la utilizacin del aire comprimido como elemento de trabajo, fue el griego KTESIBIOS. Hace ms de dos mil aos, construy una catapulta de

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________________________________________LAFaire comprimido. Uno de los primeros libros acerca del empleo del aire comprimido como energa procede del siglo I de nuestra era, y describe mecanismos accionados por medio de aire caliente. De los antiguos griegos procede la expresin "Pneuma", que designa la respiracin, el viento y, en filosofa, tambin el alma. Como derivacin de la palabra "Pneuma" se obtuvo, entre otras cosas el concepto Neumtica que trata los movimientos y procesos del aire. Aunque los rasgos bsicos de la neumtica se cuentan entre los ms antiguos conocimientos de la humanidad, no fue sino hasta el siglo pasado cuando empezaron a investigarse sistemticamente su comportamiento y sus reglas. Slo desde aprox. 1950 podemos hablar de una verdadera aplicacin industrial de la neumtica en los procesos de fabricacin. Es cierto que con anterioridad ya existan algunas aplicaciones y ramos de explotacin como por ejemplo en la minera, en la industria de la construccin y en los ferrocarriles (frenos de aire comprimido). La irrupcin verdadera y generalizada de la neumtica en la industria no se inici, sin embargo, hasta que lleg a hacerse ms acuciante la exigencia de una automatizacin y racionalizacin en los procesos de trabajo. A pesar de que esta tcnica fue rechazada en un inicio, debido en la mayora de los casos a falta de conocimiento y de formacin, fueron amplindose los diversos sectores de aplicacin. En la actualidad, ya no se concibe una moderna explotacin industrial sin el aire comprimido. Este es el motivo de que en los ramos industriales ms variados se utilicen aparatos neumticos.

Propiedades del aire comprimidoCausar asombro el hecho de que la neumtica se haya podido expandir en tan corto tiempo y con tanta rapidez. Esto se debe, entre otras cosas, a que en la solucin de algunos problemas de automatizacin no puede disponerse de otro medio que sea ms simple y ms econmico.

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LAF________________________________________Cules son las propiedades del aire comprimido que han contribuido a su popularidad?

Abundante: Est disponible para su compresin prcticamente en todo elmundo, en cantidades ilimitadas.

Transporte: El aire comprimido puede ser fcilmente transportado portuberas, incluso a grandes distancias. No es necesario disponer tuberas de retorno.

Almacenable:

No

es

preciso

que

un

compresor

permanezca

continuamente en servicio. El aire comprimido puede almacenarse en depsitos y tomarse de stos. Adems, se puede transportar en recipientes (botellas).

Temperatura: El aire comprimido es insensible a las variaciones detemperatura, garantiza un trabajo seguro incluso a temperaturas extremas.

Antideflagrante: No existe ningn riesgo de explosin ni incendio; porlo tanto, no es necesario disponer instalaciones antideflagrantes, que son caras.

Limpio: El aire comprimido es limpio y, en caso de faltas de estanqueidaden elementos, no produce ningn ensuciamiento Esto es muy importante por ejemplo, en las industrias alimenticias, de la madera, textiles y del cuero.

Constitucin de los elementos: La concepcin de los elementos detrabajo es simple si, por tanto, precio econmico.

Velocidad: Es un medio de trabajo muy rpido y, por eso, permiteobtener velocidades de trabajo muy elevadas. (La velocidad de trabajo de cilindros neumticos pueden regularse sin escalones.)

A prueba de sobrecargas: Las herramientas y elementos de trabajoneumticos pueden hasta su parada completa sin riesgo alguno de sobrecargas. Para delimitar el campo de utilizacin de la neumtica es preciso conocer tambin las propiedades adversas.8 ndice

________________________________________LAF Preparacin: El aire comprimido debe ser preparado, antes de suutilizacin. Es preciso eliminar impurezas y humedad (al objeto de evitar un desgaste prematuro de los componentes).

Compresible: Con aire comprimido no es posible obtener para losmbolos velocidades uniformes y constantes.

Fuerza: El aire comprimido es econmico slo hasta cierta fuerza.Condicionado por la presin de servicio normalmente usual de 700 kPa (7 bar), el lmite, tambin en funcin de la carrera y la velocidad, es de 20.000 a 35.000 N (2000 a 3500 kp).

Escape: El escape de aire produce ruido. No obstante, este problema yase ha resuelto en gran parte, gracias al desarrollo de materiales insonorizantes.

Costos: El aire comprimido es una fuente de energa relativamente cara;este elevado costo se compensa en su mayor parte por los elementos de precio econmico y el buen rendimiento (cadencias elevadas).

Rentabilidad de los equipos neumticosComo consecuencia de la automatizacin y racionalizacin, la fuerza de trabajo manual ha sido reemplazada por otras formas de energa; una de stas es muchas veces el aire comprimido Ejemplo: Traslado de paquetes, accionamiento de palancas, transporte de piezas etc. El aire comprimido es una fuente cara de energa, pero, sin duda, ofrece indudables ventajas. La produccin y acumulacin del aire comprimido, as como su distribucin a las mquinas y dispositivos suponen gastos elevados. Pudiera pensarse que el uso de aparatos neumticos est relacionado con costos especialmente elevados. Esto no es exacto, pues en el clculo de la rentabilidad es necesario tener en cuenta, no slo el costo de energa, sino tambin los costos que se producen en total. En un anlisis detallado,

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LAF________________________________________resulta que el costo energtico es despreciable junto a los salarios, costos de adquisicin y costos de mantenimiento.

Fundamentos fsicosLa superficie del globo terrestre est rodeada de una envoltura area. Esta es una mezcla indispensable para la vida y tiene la siguiente composicin: Nitrgeno aprox. 78% en volumen Oxgeno aprox. 21% en volumen Adems contiene trazas, de bixido de carbono, argn, hidrgeno, nen, helio, criptn y xenn. Para una mejor comprensin de las leyes y comportamiento del aire se indican en primer lugar las magnitudes fsicas y su correspondencia dentro del sistema de medidas. Con el fin de establecer aqu relaciones inequvocas y claramente definidas, los cientficos y tcnicos de la mayora de los pases estn en vsperas de acordar un sistema de medidas que sea vlido para todos, denominado "Sistema internacional de medidas", o abreviado "SI". La exposicin que sigue ha de poner de relieve las relaciones entre el "sistema de unidades SI" y el "sistema tcnico".

Magnitud Fsica Fuerza Trabajo Presin

Unidad SI

Sistema Tcnico

Equivalencia

Newton (N)=Kgm/s Joule (J)=Nm Pascal (pa) = N/m Bar Watt (W) = J/s2

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Kilopond (Kp) Kilopond x metro (Kpm) Atmsfera tcnica (at)

1 Kp = 9,81 N 1 Kpm = 9,81 J 1 at = 1,013 bar = 101.300 Pa = 1,033 Kg/cm2 1Kw = 1000W = 1,35 CV

CV = 75 Kpm/s

Potencia Kilowatt (Kw) Temperatura Superficie Caudal Volumen Longitud Kelvin (K) metro cuadrado (m) Metro cbico/s (m/s) Metro cbico (m) Metro (m) Celius (C) metro cuadrado (m) Metro cbico/s (m/s) Metro cbico (m) Metro (m) T (K) = t (C) + 273,16 -----------------------------------------

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________________________________________LAFDefinicin de conceptosSistema de unidades SI (Sistema Internacional)El sistema SI es el derivado del sistema Giorgi o MKS y su adopcin legal es una realidad en distintos pases, tendiendo a una aplicacin universal. Sus magnitudes fundamentales son: Longitud: Masa: Tiempo: Temperatura: metro (m) Kilogramo (Kg) segundo (s) Kelvin (K)

En este sistema se introduce la masa (Kg) como magnitud bsica en lugar de la fuerza (Kp). En el campo de la neumtica es necesario utilizar unidades de medidas derivadas de las bsicas, tales como:

Fuerza: Presin: Potencia:

Newton (N) bar (bar) Watt (W)

En el viejo sistema de representacin de las unidades de presin deba determinarse claramente si se trataba de atmsfera tcnica, atmsfera fsica, presin relativa, presin absoluta o depresin. En las nuevas normas SI al utilizar el Pascal y el bar estamos refirindonos a presiones manomtricas. Por lo tanto, en el nuevo sistema SI, nos queda reflejado el punto de referencia, puesto que en la tcnica slo se precisa la presin diferencial en relacin con la presin atmosfrica, y este valor se utiliza por ejemplo para calcular la fuerza ejercida por un cilindro neumtico. Los manmetros nos indican la presin diferencial con relacin a la presin atmosfrica.

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LAF________________________________________Unidades SI deducidas y empleadas en la mecnicaFuerzaDefiniremos una fuerza F (N) a aquella necesaria para mover un cuerpo de masa M (kg) imprimindole una aceleracin a (m/s) en la direccin del movimiento. F (N) = M (Kg) x a (m/s)

Unidad: un

Newton

es

la

fuerza

que

aplicada a un cuerpo de masa igual a 1 Kg le imprime una aceleracin de 1 m/s 1 N = 1 Kg x 1 m/s

Equivalencia: 1 N = 0,102 Kp1 Kp = 9,81 N En la prctica puede utilizarse sin mayor error: 1 N = 0,1 Kp 1 Kp = 10 N

TrabajoProducimos trabajo cuando un cuerpo es desplazado una cierta distancia por efecto de una fuerza F en la direccin del movimiento. El trabajo efectuado es el producto de la proyeccin de F en el sentido del movimiento por la distancia recorrida por el cuerpo.

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________________________________________LAFUnidad: un Joule es el trabajo producido por una fuerza de 1 N cuando supunto de aplicacin se desplaza 1 metro en la direccin del movimiento.

Equivalencia:

1 Joule = 0,102 Kpm 1 Kpm = 9,81 Joule (puede utilizarse 10 en la

prctica)

PotenciaEs el trabajo realizado en la unidad de tiempo. P (w) = trabajo (J) / tiempo (s)

Unidad: un Watt es la potencia de un sistema que realiza un trabajo igual a1 Joule en un tiempo igual a 1 segundo. Como el watt es una unidad pequea, en general se utiliza el Kilowatt (Kw). 1 Kw=1000 w

Equivalencia:

1 Kw = 1,36 CV 1 CV = 0,735 Kw

PresinSe define como presin a la fuerza actuante sobre la unidad de superficie. P = fuerza (N) / superficie (m)

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Unidad: Tendremos 1 Pascal (Pa) de presin cuando una fuerza de 1 Nacte sobre una superficie de 1 m 1 Pa = 1 Newton /1 m Como el Pascal es una unidad pequea se usa comnmente el bar, siendo: 1 bar = 100.000 Pa = 10 Pa

Equivalencia: 1 bar = 0,981 Kp/cm (en la prctica puede utilizarse 1)

Presin relativaEs la que resulta de tomar como presin de referencia (cero de la escala) a la presin absoluta atmosfrica. Es la presin que indican los manmetros comunes y la empleada para el clculo de fuerza de los cilindros o actuadores neumticos.

Presin absolutaResulta de tomar como presin de referencia (cero de la escala) al vaco absoluto. Es decir que presin relativa o manomtrica ser aquella medida sobre la presin atmosfrica y presin absoluta aquella medida sobre el cero absoluto (vaco). Las presiones absolutas son poco usuales en la prctica, por lo tanto nosotros nos referimos comnmente a presiones manomtricas o relativas.

TemperaturaEs el parmetro que define el nivel trmico.14 ndice

________________________________________LAFTemperatura absoluta o KelvinEs aquella que toma corno cero de la escala al cero absoluto de temperatura, correspondiente a - 273,16C. Indicaremos con T a la temperatura en grados Kelvin o absoluta y con t a la temperatura en grados centgrados o Celsius.

MasaEs la magnitud fsica que define la cantidad de materia que conforma un cuerpo.

Unidad: en el sistema SI la unidad de masa es el Kg.

VelocidadEs el espacio recorrido en la unidad de tiempo. V = e (m) / t (s)

Unidad: un mvil posee una velocidad V=1 m/s cuando recorre 1 metro enun tiempo de 1 segundo.

Equivalencia:

1 Km/h = 0,28 m/s 1 m/s = 3,6 Km/h

AceleracinEs la variacin (incremento o disminucin) de la velocidad en la unidad de tiempo. A=V

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Unidad: tendremos una aceleracin a = 1 m/s cuando la velocidad Vaumente a razn de 1 m por cada segundo transcurrido. a=

1 m/s 1s

=

1 m/s

CaudalSe llama caudal o gasto de un fluido al volumen de fluido que pasa por una seccin en la unidad de tiempo. Caudal (q) = Vol / tiempo

Unidad: en el sistema SI su unidad es q = m/s

Leyes de la neumticaCon la ayuda de las magnitudes bsicas definidas pueden explicarse las leyes fsicas fundamentales de la aerodinmica.

El aire es compresibleComo todos los gases, el aire no tiene una forma determinada. Toma la del recipiente que lo contiene o la de su ambiente. Permite ser comprimido (compresin) y tiene la tendencia a dilatarse (expansin). La ley que rige estos fenmenos es la de Boyle-Mariotte.

Ley de Boyle MariotteEsta ley fsica considera: "A temperatura constante, los volmenes de un gas son inversamente proporcionales a las presiones que soportan". El volumen de un gas depende de la temperatura y la presin a la que se encuentra, de forma que al

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________________________________________LAFaumentar la temperatura aumentar su volumen (Ley de Charles y GayLussac) y al aumentar la presin el volumen disminuir (Ley de BoyleMariotte). Est claro que tambin depender de la cantidad de gas que tengamos: si aumentamos la cantidad de gas, debe aumentar su volumen. P1 P2=

V2 V1

P1 x V1 = P2 x V2 = constante

Ejemplo :volumen V2 obtiene:

Si el volumen V1 = 1m que est a la presin atmosfrica = 0,5 m, permaneciendo la temperatura constante , se P1 x V1 = P2 x V2 P2=

P1 = 100 KPa (1 bar) se comprime con la fuerza F2 hasta alcanzar el

P1 x V1 = V2

P2

=

100 KPa x 1m 0,5 m

=

200 KPa (2 bar)

Ley de Charles-Gay-LussacEsta ley manifiesta lo siguiente: "A presin constante, el volumen de un gas vara en proporcin directa con la temperatura absoluta" Jacques Charles y Joseph-Louis Gay-Lussac, a comienzos de 1800, estudiaron con detalle qu relaciones existan entre la temperatura de los gases y el volumen que ocupaban. La moda de volar en globos aerostticos fue un incentivo importante en sus investigaciones. Si un gas se mantiene a presin constante, su volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Si se calienta a un gas hasta una temperatura dos veces mayor que la inicial (en Kelvins), el volumen se duplica

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Baja temperatura V1 V2=

Alta temperatura T1 T2

V1 x T2 = V2 x T1 La variacin de volumen V es: V = V2 - V1p1 T = 1 p 2 T2

A volumen constante la relacion que se mantiene es:

Ejemplo 1:Si el volumen del aire de una habitacin a 10 C es de 90.000 l, cunto aire escapar de la habitacin si se calienta hasta 30C? En primer lugar debemos expresar las temperaturas en Kelvin, es decir debemos sumarle 273 a cada una de ellas. As la temperatura inicial T1 ser 10 + 273 = 283K y la final, T2, valdr 273 + 30 = 303K. Como el volumen inicial es de 90.000 litros, aplicando la ley de Charles obtendra: V1 = T 1 V2 T 2 V2 = V1 x T2 T1 V2=

90.000 x 303K 283K

=

96360,42 litros

Con lo que el volumen final ser de 96360,42 litros. La cantidad de aire que saldr de la habitacin ser de 96.360,42 - 90.000 = 6.360,42 litros.

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________________________________________LAFEjemplo 2:0,8 m de aire a la temperatura T1 = 273K (20C) se calientan hasta T2 = 344K (71C). Cul ser el volumen final? V1 x T2 = V2 x T1 V2 = V1 x T 2 T1 V2=

0,8 m x 344K 273K

=

0,94 m

Ejemplo 3:A 20 C, la presin del neumtico de un coche es de 1,8 atm. Tras recorrer 50 km la temperatura del neumtico es de 60C, cunto valdr su presin? Debemos, en primer lugar, expresar las temperaturas en Kelvin, por lo que aadimos 273 a cada una de ellas, quedando T1 = 293K y T2 = 333K. Aplicando ahora la relacin entre presin y temperatura: P1 = P2 T1 T2 Reemplazando: 1,8 atm 293K=

_P2_ 333K

Multiplicando en cruz, para eliminar los denominadores obtendramos:

1,8 atm x 333K = P2 x 293K

P2

=

1,8 atm x 333K 293K

=

2,05 atm

La presin deseada es de 2,05 atm.

Ley de los gasesGracias a las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles y Gay-Lussac, conocemos las relaciones que hay entre la presin, el volumen y la temperatura de un gas, pero siempre que una de las tres permanezca constante. Intentaremos determinar que ocurre cuando cambiamos las tres propiedades, presin, volumen y temperatura, simultneamente. Digamos que las condiciones iniciales del gas son P1, V1 y T1, y las finales P2, V2 y T2. Podemos suponer que en un principio cambiamos slo el volumen y la presin, dejando constante la temperatura. El gas,

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LAF________________________________________pasara de las condiciones iniciales P1, V1 y T1 a las finales P2, V2 y T1. Ahora cambiaramos nicamente el volumen y la temperatura, de forma que el gas pasara de estar P2, V2 y T1 a P2, V2 y T2. En el primer cambio, como no cambia la temperatura, se cumple la ley de Boyle-Mariotte, es decir, el producto de la presin y el volumen es constante: P1 x V1 = P2 x V2. En el segundo caso se cumple la ley de Charles y Gay-Lussac, el cociente entre volumen y temperatura es constante: V2/T1 = V2/T2. Como en las dos ecuaciones que obtengo aparece el trmino V2 puedo despejarlo en la segunda y sustituirlo en la primera obteniendo la ecuacin: P1 x V1 = P2 x T1 x V2 T2 Y agrupando segn el subndice quedar: P1 x V1 = P2 xV2 T1 T2

Que es la Ley de los gases: el producto de la presin y el volumen de un gas, dividido por la temperatura a la que se encuentra permanece siempre constante. Como en la ley de Charles y Gay-Lussac, la temperatura ha de estar expresada en Kelvin.

Ejemplo 1:Los neumticos de un coche deben estar, a 20C, a una presin de 1,8 atm. Con el movimiento, se calientan hasta 50C, pasando su volumen de 50 a 50,5 litros. Cul ser la presin del neumtico tras la marcha? En primer lugar debemos expresar las temperaturas en Kelvin, es decir debemos sumar 273 a cada una de ellas. As la temperatura inicial T 1 ser 20 + 273 = 293 K y la final, T2 valdr 273 + 50 = 323 K, como el volumen inicial es de V1 = 50 litros y el final de V2 = 50,5 litros y la presin inicial P1= 1,8 atm, aplicando la ley de los gases obtendremos: 1,8 x 50 293 0,307=

P2 x 50,5 323

realizando las operaciones del primer miembro de la ecuacin quedar:=

P1 x 50,5 323

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________________________________________LAFComo 323 est dividiendo, pasar multiplicando y 50,5 que multiplica, pasar dividiendo: 0,307 x 323 50,5 La presin final P2 = 1,965 atm.=

P2

Ejemplo 2Cierto gas ocupa un volumen de 5 litros a 20 C y una presin de760 mmHg. Si se comprime hasta 2500 cc a 1,2 atm, cunto valdr su temperatura? Debemos, en primer lugar, expresar la temperatura en Kelvin, por lo que aadimos 273 a 20C quedando 293K. Las presiones deben expresarse en la misma unidad, as que como P1 = 760 mmHg, expresamos P2 en mmHg, para lo que multiplicamos por 760 (760 mmHg, es lo mismo que 1 atm.), quedando P2 = 912 mmHg. Otro tanto ocurre con los volmenes, como V 1 = 5 litros, tenemos que poner V1 en litros tambin. 2500 CC equivalen a 2,5 litros. Aplicando ahora la ecuacin de los gases: 5 x 760 293 Realizando las operaciones quedar. 12,969= =

912 x 2,5 T2

2280 T2

Como T2 est dividiendo, pasar multiplicando al primer miembro de la ecuacin 12,969 x T2 = 2280, y pasando el nmero que multiplica a la temperatura dividiendo nos quedar: T2 =_ 2280_ 175,80K o -97,20C. 12,969

Ecuacin de estado de los gases perfectosEs una ecuacin que vincula los tres parmetros termodinmicos P, V y T, siendo su expresin: PxV=GxRxT P = presin en bar (absoluta)

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LAF________________________________________V = volumen en m T = temperatura en K (absoluta) R = constante del gas (29,27 para el aire) G = peso del aire en Kp= V . p p = peso especifico del aire en Kp/m3

Aire AtmosfricoEs un gas incoloro, inodoro e inspido, mezcla bsicamente de tres gases con el siguiente porcentaje volumtrico: Nitrgeno Oxgeno = 78% = 21 %

Hidrgeno =1% Tambin se encuentran en el aire pequeas cantidades de: Monxido de Carbono (CO) xido Nitroso (NO) Metano (CH4) Argn (Ar) Helio (He) Radn (Rn) Nen (Ne) lodo (I) Dixido de Carbono (C02) Es sabido que el aire atmosfrico contiene adems una cierta cantidad de humedad en forma de vapor de agua, que depender de las condiciones climatolgicas. La aptitud del aire atmosfrico para retener vapor de agua est relacionado con la presin y la temperatura ambiente, en especial con esta ltima, admitiendo ms vapor de agua a medida que aumenta su

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________________________________________LAFtemperatura o se disminuye su presin, e inversamente, podra retener menor cantidad de agua a medida que desciende su temperatura o aumenta su presin (condensacin).

Humedad absolutaSe denomina as al peso de agua (en forma de vapor) existente en 1 Kg de aire seco, en cualquier condicin de presin y temperatura. X = Kg. de vapor de agua / Kg de aire seco

Humedad relativaEs la relacin entre la humedad absoluta existente en el aire y la humedad absoluta mxima que podra contener si estuviera saturado: Xr = (X/Xs) x 100 Donde: X = humedad absoluta Xs humedad absoluta de saturacin

Una humedad relativa del 100 % Indica que estamos en presencia de un aire saturado, es decir que ya no admite ms humedad (X=Xs).

Aire libreLas cantidades en Nl/mim que se dan generalmente en los catlogos para el consumo de aire de las herramientas o equipos neumticos, se refieren a aire libre por minuto (aire atmosfrico a la presin y temperatura normales). Debemos aseguramos que el dato sobre la capacidad del compresor que da el fabricante est tambin referido a aire libre, con el objeto de que exista una correspondencia entre consumo y capacidad. Normalmente, estas dos especificaciones estn dadas en aire libre, y por lo tanto no hace falta ninguna conversin. Sin embargo, cuando se trata del consumo de aire de otros equipos, es posible que no est dado en aire libre; entonces deber recurrirse a la frmula para la conversin de litros de aire comprimido a una presin determinada en litros de aire libre, siendo:

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LAF________________________________________Q = Q1 x (p+1,013)/1,013 Donde: Q = litros de aire libre por minuto Q1 = litros de aire comprimido por minuto P = presin del aire comprimido en bar

Aire comprimidoEn los sistemas de aire comprimido, el aire aspirado por el compresor entra a la presin y temperatura ambiente con su consiguiente humedad relativa. Entonces se lo comprime a una presin ms elevada lo que produce un calentamiento del aire al grado que toda su humedad pasar por el compresor al ser aspirado. Este aire, ahora comprimido, al ir enfrindose en el depsito y tuberas de distribucin hasta igualar la temperatura ambiente, condensar parte de su humedad en forma de gotas de agua. Para determinar la cantidad de condensado en un sistema neumtico, puede utilizarse el siguiente grfico, con ayuda de la frmula: C = 7,2 x 10- x G x x (Xsi Xsf) Donde: C = condensados (l/h) G = caudal nominal aspirado por el compresor (Nm = porcentaje de servicio en carga del compresor = tiempo en carga / tiempo de maniobra en % Xsi = humedad absoluta del aire aspirado (g/Kg aire seco) Xsf = humedad absoluta del aire comprimido (g/Kg aire seco) Un ejemplo aclarar ms el concepto: Calcular la fraccin de condensados que se producir como resultado de la compresin de aire atmosfrico a una temperatura ambiente de 20C y una humedad relativa del 80%, siendo el caudal aspirado por el compre sor G = 8 Nm /min. Suponiendo que el compresor funcione con un porcentaje de servicio de carga = 75 %, lo que implica que la relacin: tiempo en carga / tiempo de maniobra = 0,75 = 75 % Supondremos que despus de comprimido, el aire en el depsito y tuberas

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________________________________________LAFadquiere nuevamente la temperatura ambiente. La presin de servicio ser de 8 bar. Para presin atmosfrica y 20C se lee Xs = 15 g/Kg. Calculamos el 80 % de este valor, resultando: Xsi 12 g/Kg de aire seco(punto 1 del diagrama)

Para presin efectiva 8 bar y 20C se lee: Xsf = 1,5 g/Kg de aire seco Aplicando la frmula: C=7,2 x 10 x G x (Xsi - Xsf)= C=7,2x 104 x 8,75 x (12-1,5) C= 4,53 l/h(punto 2 del diagrama)

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LAF________________________________________

Parte de este condensado podr ser separado en el depsito o en equipos separadores, siendo eliminado del sistema y parte arrastrado y transportado en forma de fase lquida, niebla o microgota hacia los puntos de utilizacin, verificndose: Condensados = separados + arrastre La cantidad de separados y arrastres depender de la eficiencia de los equipos de tratamiento de aire incorporados a la lnea. Estas condensaciones juntamente con condensados de aceites degradados provenientes del compresor, partculas metlicas producto de su desgaste, as como xidos metlicos desprendidos de caeras y polvo atmosfrico, sern arrastradas por el flujo de aire hacia los puntos de utilizacin, constituyndose en la fuente principal de deterioro de los componentes neumticos, tales como:

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________________________________________LAF1) Corrosin en tuberas metlicas. 2) Entorpecimiento de los accionamientos neumticos. 3) Errores de medicin en equipos de control. 4) Obturacin de boquillas de arena. 5) Obturacin de pistolas de pintar. 6) Degradacin del poder lubricante de los aceites. 7) Oxidacin de los rganos internos en equipos receptores. 8) Bajo rendimiento de la instalacin. 9) Atascamiento de vlvulas. 10) Prematuro desgaste de rganos mviles, etc. De lo visto surge la conclusin de que el aire comprimido tal como sale del depsito del compresor no es apto para ser utilizado en equipos neumticos, debindoselo tratar previamente.

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LAF________________________________________Generacin y distribucin del aire comprimidoPara producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presin del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumticos se alimentan desde una estacin central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformacin de la energa para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estacin compresora y llega a las instalaciones a travs de tuberas. Los compresores mviles se utilizan en el ramo de la construccin o en mquinas que se desplazan frecuentemente. En el momento de la planificacin es necesario prever un tamao superior de la red, con el fin de poder alimentar aparatos neumticos nuevos que se adquieran en el futuro. Por ello, es necesario sobredimensionar la instalacin, al objeto de que el compresor no resulte ms tarde insuficiente, puesto que toda ampliacin ulterior en el equipo generador supone gastos muy considerables. Es muy importante que el aire sea puro. Si es puro el generador de aire comprimido tendr una larga duracin. Tambin debera tenerse en cuenta la aplicacin correcta de los diversos tipos de compresores.

CompresoresSon mquinas que aspiran aire ambiente a la presin atmosfrica y lo comprimen hasta conferirle una presin superior. Son las mquinas generadoras del aire comprimido. Existen varios tipos de compresores,

Tipos de compresores

Desplazamiento fijo

Desplazamiento variable (Turbocompresores) Rotativos Radial A paletas Axial

Alternativos A pistn A membrana

A tornillo Roots

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________________________________________LAFdependiendo la eleccin de las necesidades y caractersticas de su utilizacin.

Compresores alternativosCompresores a pistnSon los de uso ms difundido, en donde la compresin se efecta por el movimiento alternativo de un pistn accionado por un mecanismo biela-manivela. En la carrera descendente se abre la vlvula de admisin automtica y el cilindro se llena de aire para luego en la carrera ascendente comprimirlo, saliendo as por la vlvula de descarga. Una simple etapa de compresin como la descripta elevadas, no con permitir un obtener presiones rendimiento

aceptable, ser necesario entonces recurrir a dos o ms etapas de compresin, en donde el aire comprimido a baja presin de una primera etapa (3-4 bar) llamada de baja, es vuelto a comprimir en otro de cilindro alta, en una la de segunda etapa llamada hasta final presin

utilizacin (ver figura

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LAF________________________________________2). Puesto que la compresin produce una cierta cantidad de calor, ser necesario refrigerar el aire entre las etapas para obtener una temperatura final de compresin ms baja y con rendimiento superior. La refrigeracin de estos compresores se realiza por aire o por agua, dependiendo del tipo de compresor y su presin de trabajo. El cilindro de alta es de dimetro ms reducido que el de baja, puesto que ste toma el aire ya comprimido por la primera y por lo tanto ocupar menos volumen. Para presiones superiores ser necesario recurrir a varias etapas de compresin. Una buena rentabilidad del equipo compresor se obtendr trabajando en los siguientes rangos de presin de acuerdo al nmero de etapas, considerando un servicio continuo: Hasta 3-4 bar: 1 etapa Hasta 8-10 bar: 2 etapas Ms de 10 bar: 3 etapas o ms Para presiones superiores a las indicadas, la rentabilidad del equipo disminuye. Tambin se construye este tipo de compresor con cilindros de doble efecto, con lo que se logra duplicar la capacidad del compresor con una construccin ms compacta. Un cilindro de doble efecto se muestra en el esquema de la figura 3:

Los cilindros pueden adoptar distintas posiciones, como se indica seguidamente: Donde se requiere aire sin vestigios de aceite puede re-

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________________________________________LAFcurrirse al compresor de pistn seco en donde los aros son de material antifriccin tipo tefln o de grafito. El campo de utilizacin de estos compresores va desde 50 a 25.000 Nm3 /h de capacidad y presiones desde 2 a 1.000 2.000 bar.

Compresores a membranaSon de construcci6n sencilla y consisten en una membrana accionada por una biela montada sobre un eje motor excntrico; de este modo se obtendr un movimiento de vaivn de la membrana con la consiguiente variacin del volumen de la cmara de compresin en donde se encuentran alojadas Las vlvulas de admisin y descarga, accionadas automticamente por la accin del aire. Permiten la produccin de aire exento comprimido de aceite, absolutamente puesto que el

mismo no entra en contado con el mecanismo de accionamiento, y en consecuencia el aire presenta gran pureza. Utilizados en medicina y en ciertos procesos qumicos donde se requiera aire sin vestigios de aceite y de gran pureza. No utilizados en general para uso industrial.

Compresores rotativosCompresores a paletasTambin llamados multialetas o de mbolos rotativos. Constan de una carcasa cilndrica en cuyo interior va un rotor montado excntricamente de modo de rozar casi por un lado la pared de la carcasa formando

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LAF________________________________________as del lado opuesto de trabajo una cmara en forma de media luna. Esta cmara queda dividida en secciones por un conjunto de paletas deslizantes alojadas en ranuras radiales del rotor.Diagrama de funcionamiento de un compresor rotativo a paletas con refrigeracin por inyeccin de aceiteA: aspiracin de aire -1: Filtro de succin 2/3: vlvula de retencin y rgano de cierre 4: compresor con corredera cilndrica rotativa 8: inyeccin de aceite refrigerante C: salida de la mezcla de aire comprimido y aceite - 5: caera depresin 6: recipiente combinado de aire y aceite - 7: separador fino especial 8: vlvula de presin mnima - 9: filtro de aceite - 10: refrigerador de aceite.

Al girar este ltimo, el volumen de las secciones vara desde un mximo a un mnimo, producindose la aspiracin, compresin y expulsin del aire sin necesidad de vlvula alguna. Este tipo de compresor es muy adecuado para los casos en que no es problema la presencia de aceite en el aire comprimido, fabricndose unidades de hasta 6.000 Nm3 /h de capacidad y hasta una presin de 8 bar en una sola etapa y 30 bar en dos etapas con refrigeracin intermedia. En los ltimos aos se ha empezado a sustituir la refrigeracin mediante inyeccin de aceite que acta durante todo el proceso de compresin. Dicho aceite absorbe una parte considerable de calor de compresin, de manera tal que an para presiones de salida de 8 bar no se alcanzan temperaturas superiores a los 90C en la mezcla aire-aceite. Este ltimo es extrado haciendo pasar la mezcla por separadores especiales y luego de refrigerado es inyectado nuevamente. De requerirse aire exento de aceite, las paletas deben ser hechas de materiales autolubricantes, tipo tefln o de grafito. Alcanzan una vida til de 35.000 a 40.000 horas de funcionamiento dado el escaso desgaste de los rganos mviles (paletas) por la abundante presencia de aceite. Este tipo de compresores suministran un flujo casi sin pulsaciones y en forma continua

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________________________________________LAFutilizando un depsito de dimensiones reducidas que acta de separador de aceite.

Compresores a tornilloTambin llamados compresores helicoidales. La compresin en estas mquinas es efectuada por dos rotores helicoidales, uno macho y el otro hembra que son prcticamente dos tornillos engranados entre en una s y contenidos carcasa

dentro de la cual giran. El macho es un tornillo de 4 entradas y la hembra de 6. El macho cumple prcticamente la misma funcin que el pistn en el compresor alternativo y la hembra la del cilindro. En su rotacin los lbulos del macho se introducen en los huecos de la hembra desplazando el aire axialmente, disminuyendo su volumen y por consiguiente aumentando su presin. Los lbulos se llenan de aire por un lado y descargan por el otro en sentido axial. Los dos rotores no estn en contacto entre si, de modo tal que tanto el desgaste como la lubricacin resultan mnimas. Esto se Logra a travs de un juego de ruedas dentadas que mantiene el sincronismo de giro de los rotores y evita que stos presionen unos contra otros, asegurndose la estanqueidad necesaria por la estrecha tolerancia de los juegos que existen entre ellos y la de stos con la carcasa. La refrigeracin y lubricacin (no necesaria en et rotor) y una mejor hermeticidad se logran por inyeccin de aceite en la compresin que luego ser separado del aire comprimido en se-

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LAF________________________________________paradores, al igual que en los compresores de paletas. Se construyen de 1, 2 o ms escalones de compresin y entregan un flujo casi continuo por lo que las dimensiones del depsito son reducidas, cumpliendo ms bien funciones de colector y separador de aceite que de acumulador. El campo de aplicacin de stos va desde 600 a 40.000 m 3/h y se logran presiones de hasta 25 bar.

Compresores RootsSlo transportan el volumen de aire aspirado del lado de aspiracin al de compresin, sin comprimirlo en este recorrido. No hay reduccin de volumen y por lo tanto tampoco aumento de presin. El volumen que llega a la boca de descarga, todava con la presin de aspiracin, se mezcla con el aire ya comprimido de la tubera de descarga y se introduce en la cmara llegando sta a la presin mxima siendo luego expulsado. Un juego de engranajes accionan los rotores en forma sincrnica y evita que se rocen entre si. Resultan apropiados cuando se requiera aire comprimido a bajas presiones completamente libre de rastros de lubricante. Slo se alcanzan presiones no muy superiores a los 1,5 bar y por tal razn su uso es restringido en aplicaciones neumticas.

TurbocompresoresFuncionan bajo el principio de la dinmica de los fluidos, en donde el aumento de presin no se obtiene a travs del desplazamiento y reduccin de volumen sino por efectos dinmicos del aire.

Compresores radialesSe basan en el principio de la compresin del aire por fuerza centrfuga y constan de un rotor centrfugo que gira dentro de una cmara espiral,

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________________________________________LAFtomando el aire en sentido axial y arrojndolo a gran velocidad en sentido radial. La fuerza centrfuga que acta sobre el aire lo comprime contra la cmara de compresin. Pueden ser de una o varias etapas de compresin consecutivas, alcanzndose presiones de 8 bar y caudales entre 10.000 y 200.000 Nl/h. Son mquinas de alta velocidad, siendo sta un factor fundamental en el funcionamiento ya que est basado en principios dinmicos, siendo la velocidad de rotacin del orden de las 15.000 a 20.000 r.p.m., y an ms.

Compresores axialesSe basan en el principio de la compresin axial y consisten en una serie de rodetes consecutivos con alabes que comprimen el aire. Se construyen hasta de 20 etapas de compresin (20 rodetes). El campo de aplicacin de este tipo de compresor alcanza caudales desde los 200.000 a 500.000 Nm3/h y presiones de 5 bar, raramente utilizados en neumtica industrial.

Regulacin de compresores alternativosEn la prctica el consumo de aire comprimido resulta muy variable a causa de la multiplicidad e intermitencia del uso que se hace del mismo. Ahora bien, en los compresores de desplazamiento fijo el caudal depende casi exclusivamente de la velocidad do rotacin. Siendo sta en al prctica constante (motor elctrico de una sola velocidad), tambin lo ser el caudal y por lo tanto tendremos en determinado momento un exceso de generacin. Deberamos por lo tanto tener la posibilidad de almacenar este aire producido en exceso. Esto se realiza mediante un depsito de acumulacin pero slo puede hacerse en un periodo limitado, hasta alcanzar la presin mxima admisible por el compresor o el acumulador. Ser entonces necesario recurrir a mtodos de regulacin que interrumpan la generacin

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LAF________________________________________una vez alcanzado dicho nivel mximo o la presin establecida para el sistema.

Sistema de marcha y paradaEl compresor funciona a intervalos intermitentes y se detiene cuando en el depsito se alcanza la presin mxima o presin de corte. A partir de ese instante el consumo es satisfecho por el aire acumulado en el depsito hasta que en el mismo la presin llegue a un valor mnimo admisible de regulacin (presin de arranque), momento en que vuelve a arrancar para cubrir la demanda. Es el sistema de regulacin ms econmico y el ms difundido para pequeas mquinas. No puede utilizarse cuando el consumo sea tal que el compresor deba arrancar y parar continuamente, pues tanto el motor como su contactor admiten un nmero limitado de maniobras horarias (10 a 15 como mximo) determinadas por el calentamiento o desgaste de los mismos. La seal de arranque y parada se obtiene a travs de un presstato regulado entre las presiones mxima y mnima, enviando una seal elctrica al contactor del motor, el que ordena su marcha o parada.

Sistema de marcha en vacoEl compresor con este sistema est continuamente en marcha, pero alterna perodos en que comprime con perodos en que el aire es aspirado y expulsado por la misma vlvula de aspiracin. Esto se consigue abriendo la o las vlvulas de admisin. El aire aspirado en la carrera descendente del pistn es nuevamente descargado en la atmsfera en la carrera ascendente. La apertura de la vlvula de admisin se obtiene a travs de un mecanismo abre vlvulas accionado por un pequeo pistn o una membrana ubicados en la cabeza de los cilindros. Este sistema es gobernado por una seal neumtica proveniente de una electrovlvula actuada por un presstato en funcin de la presin del depsito. La frecuencia del ciclo carga-vaco puede ser elevada sin causar daos al compresor y al motor elctrico. El compresor durante su marcha en vaco consume entre 10 y 15 % del consumo a plena carga.

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________________________________________LAFOtro sistema de marcha en vaci menos utilizado, consiste en cerrar el conducto de aspiracin del compresor, lo que conduce a un recalentamiento del mismo, slo aplicable a mquinas de pequea potencia.

Rendimiento volumtrico de un compresorEs el cociente entre el volumen de aire realmente aspirado por el compresor (reducido a la presin y temperatura externa) y el volumen de cilindrada (generado por la carrera del pistn). A primera vista este rendimiento debera ser 100 %, pero veremos que esto no ocurre debido a: a) El aire que entra en el cilindro se calienta y aumenta su volumen. b) la presin de aspiracin debe ser necesariamente inferior a la atmosfrica para permitir al aire entrar al cilindro. c) El cierre de las vlvulas no es instantneo, permitiendo fugas de aire. d) Pueden verificarse fugas a travs de los aros del pistn y vlvulas an cerradas. e) Presencia de un espacio nocivo al final de la carrera de compresin. El aire comprimido en este espacio nocivo se expande dentro del cilindro en la carrera de aspiracin, disminuyendo el volumen de aire realmente aspirado. Considerando slo el ltimo punto y para una compresin isotrmica, se llega a: v = 1 m x (P2/P1 1) donde: v = rendimiento volumtrico terico m=

coeficiente de espacio nocivo = volumen espacio nocivo /

Volumen cilindrada P2 = presin absoluta de compresin P1 = presin absoluta de aspiracin Ejemplo: m = 0,05 (5 %) v = 1- 0,05 (9-1) v = 0,6 = 60 % P2=9 bar P1=1 bar

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LAF________________________________________Este rendimiento se anulara para presiones efectivas, tal que (P2/P1 -1) = 1/m, sin embargo en la prctica ello no ocurre pues la compresin no es isotrmica anulndose para valores ms elevados de la presin. La disminucin del v con el aumento de presin explica la razn por la cual no deben obtenerse presiones elevadas en una sola etapa de compresin en forma rentable. El valor de v disminuye an ms en mquinas usadas, pues pueden verificarse fugas a travs de los aros del pistn y vlvulas an cerradas. Al adquirir un compresor ser necesario comprobar que la capacidad indicada en la chapa sea la real y no la terica. C Real = v x CTerica

Depsito de aire comprimidoLas funciones principales del depsito o acumulador son: 1) Obtener una considerable acumulacin de energa para afrontar picos de consumo que superen la capacidad del compresor. 2) Contribuir al enfriamiento del aire comprimido y la disminucin de su velocidad, actuando as como separador de condensado y aceite proveniente del compresor. 3) Amortiguar las pulsaciones originadas en los compresores, sobre todo en los alternativos. 4) Permitirla regulacin del compresor compensando las diferencias entre el caudal generado y el consumido, los cuales normalmente trabajan con regmenes diferentes. Su capacidad depender de: 1) Las caractersticas de la demanda de aire en la red. Esta puede ser: Constante Intermitente Instantnea

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________________________________________LAF2) Del sistema de regulacin que tenga el compresor Esto determina el nmero mximo de maniobras horarias: normalmente 10 cuando es por marcha y parada, 60 o ms cuando es por carga y vaco. 3) De la amplitud del rango de presiones dentro del cual regula el compresor (P de regulacin): normalmente 0,8 - 1 bar con regulacin por marcha y parada y 0,3 - 0,5 bar con regulacin por carga y vaco. El baco de la pgina siguiente permite calcular el volumen del depsito en funcin de las variables mencionadas para una demanda del tipo constante.

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LAF________________________________________Su construccin podr ser horizontal o vertical, prefirindose estos ltimos por el menor espacio ocupado. El depsito deber ubicarse en un lugar fresco, lo ms cerca posible del compresor, preferentemente fuera del edificio, donde pueda disipar parte del calor producido en la compresin. El depsito debe ser firmemente anclado al piso para evitar vibraciones debidas a las pulsaciones del aire. Los accesorios mnimos que debern incluir son: - vlvula de seguridad - manmetro - grifo de purga - boca de inspeccin La vlvula de seguridad debe ser regulada a no ms de 10 % por encima de la presin de trabajo y deber poder descargar el total del caudal generado por el compresor. Deber contar adems con un dispositivo de accionamiento manual para probar peridicamente su funcionamiento.

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________________________________________LAFCuando el tanque se instala en el exterior y existe peligro de temperatura por debajo de 0C, el manmetro y la vlvula de seguridad, deben conectarse con tuberas para ubicarlos en el interior. Estas tuberas para deben que tener sean pendiente hacia el depsito autodrenantes. Nunca instale vlvulas de bloqueo entre el depsito y la vlvula de seguridad pues lo prohben los reglamentos. En los tamaos pequeos la inspeccin se realizar por medio de una simple boca bridada de 100 a 150 mm de dimetro; en los tamaos mayores estas bocas sern del tipo entrada de hombre (460 a 508 mm). Las caeras para el control (regulacin) deben ser conectadas al depsito en un punto donde el aire sea lo ms seco posible. Es importante que sta est provista de un filtro con vlvula de purga para permitir drenar el agua y aceite acumulado y asegurar un perfecto funcionamiento del sistema de regulacin. Instale un regulador de presin que permita independizar la presin de trabajo del compresor de aquella con que operan los sistemas de regulacin (normalmente 4 - 6 bar).

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LAF________________________________________La figura de la derecha muestra un esquema de la instalacin del depsito y las lneas de control. En algunas instalaciones el presstato de regulacin y la electrovlvula que comanda el dispositivo de regulacin (abre vlvulas), se ubican cerca del depsito; en otros casos, estos elementos forman parte de un tablero de control general. Cuando se coloque una vlvula de cierre en alguna de estas caeras, deber tenerse especial cuidado de que el compresor est desconectado mientras la vlvula est cerrada. Debe tenerse presente que el depsito constituye un elemento sometido a presin y por lo tanto existen regulaciones oficiales respecto a sus caractersticas constructivas. Existen adems normas y cdigos que regulan su clculo, diseo, fabricacin y ensayos.

Determinacin de la capacidad de los compresoresLa capacidad de los mismos puede determinarse aplicando el siguiente procedimiento: 1) 2) Determinar consumo especfico de todas las herramientas o equipos de Multiplicar dichos consumos por el coeficiente de utilizacin individual,

la planta que consuman aire comprimido en Nm/mm. que es el tiempo del equipo funcionando en relacin al tiempo total de un ciclo completo de trabajo o el porcentaje del tiempo de utilizacin sobre una hora de trabajo. 3) 4) Sumar dichos resultados. Agregar entre un 5 a 10 % del valor computado en 3), para totalizar

las prdidas por fugas en el sistema.

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________________________________________LAF5) Adicionar un cierto porcentaje para contemplar posibilidad de futuras ampliaciones, muy importante ya que de otro modo las disponibilidades del sistema sern rpidamente superadas. El resultado as obtenido (Qn) deber ser cubierto por la capacidad del o de los compresores (Qc) que si bien podran llegar a funcionar con un coeficiente de demanda del 100 %, esto implicara la marcha continua del compresor. Por lo tanto elegiremos el mismo para un coeficiente de demanda del 80% obteniendo a capacidad del compresor dividiendo el valor de Qn antes hallado por el valor 0.8 (80 %) antes mencionado. resultando: Qc = Qn /0.8 = 1,25 x Qn Si se desea una eleccin ms conservadora, puede realizarse el clculo con un coeficiente de demanda del 70%, resultando: Qc = Qn / 0,7= 1,43 x Qn

Distribucin del aire comprimidoRedes de distribucinEl trazado de sta se realizar considerando: 1) Ubicacin de los puntos de consumo 2) Ubicacin de las mquinas 3) Configuracin del edificio 4) Actividades dentro de la planta industrial Y teniendo en cuenta los siguientes principios: a) Trazado de la tubera de modo de elegir los recorridos ms cortos y tratando que en general sea lo ms recta posible, evitando los cambios bruscos de direccin, las reducciones de seccin, las curvas, piezas en T, etc., con el objeto de producir una menor prdida de carga. b) En lo posible tratar que el montaje de la misma sea areo, esto facilita la inspeccin y el mantenimiento. Evitar las tuberas subterrneas, pues no son prcticas en ningn sentido.

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LAF________________________________________c) En el montaje contemplar que puedan desarrollarse variaciones de longitud producidas por dilatacin trmica, sin deformaciones ni tensiones. d) Evitar que la tubera se entremezcle con conducciones elctricas, de vapor, gas u otras. e) Dimensionar generosamente las mismas para atender una futura demanda sin excesiva prdida de carga. f) Inclinar las tuberas ligeramente (3%) en el sentido del flujo de aire y colocar en los extremos bajos, ramales de bajada con purga manual o automtica. Esto evita la acumulacin de condensado en las lneas. g) Colocar vlvulas de paso en los ramales principales y secundarios. Esto facilita la reparacin y mantenimiento sin poner fuera de servicio toda la instalacin. h) Las tomas de aire de servicio o bajantes nunca deben hacerse desde la parle inferior de la tubera sino por la parte superior a fin de evitar que los condensados puedan ser recogidos por stas y llevados a los equipos neumticos conectados a la misma.

i) Las tomas y conexiones en las bajantes se realizarn lateralmente colocando en su parte inferior un grifo de purga o un drenaje automtico.

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________________________________________LAFj) Atender a las necesidades de tratamiento del aire, viendo si es necesario un secado total o slo parcial del aire. k) Prever la utilizacin de filtros, reguladores y lubricadores (FRL) en las tomas de servicio. Considerando los puntos antes mencionados, el tendido de la red podr hacerse segn dos disposiciones diferentes: a) En circuito cerrado o abierto cuando se le haga tratamiento de secado al aire a la salida del compresor. b) En circuito abierto cuando no se haga tal tratamiento. Es de mencionar que cuando el circuito es cerrado la pendiente en los conductos es nula puesto que es incierto el sentido de circulacin, ya que ste depender de los consumos y por lo tanto la pendiente carece de sentido. Por tal razn slo se utiliza el circuito cerrado cuando se trata el aire a la salida del compresor con equipos secadores, segn veremos ms adelante.

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LAF________________________________________

Clculo de las tuberas1) Tubera principal: es aquella que sale del depsito y conduce la totalidad del caudal de aire comprimido. Velocidad mxima recomendada = 8 m/seg. 2) Tubera secundaria: son aquellas que se derivan de la principal, se distribuyen por las reas de trabajo y de la cual se desprenden las tuberas de servicio. Velocidad mxima recomendada 10 a 15 m/seg. 3) Tuberas de servicio: Se desprenden de las secundarias y son las que alimentan a los equipos neumticos. Velocidad mxima recomendada 15 a 20 m/seg. Para su clculo ser necesario tener en cuenta: a) La presin de servicio b) El caudal en Nm3/min c) Las prdidas de carga: sta es una prdida de energa que se va originando en el aire comprimido ante los diferentes obstculos que se presentan en su recorrido hacia los puntos de utilizacin. La prdida de carga admisible en Las bocas de utilizacin no debe ser mayor que el 3 % de la presin mxima del depsito. La prdida de presin o prdida de carga se origina de dos maneras:

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________________________________________LAF1) Prdida de carga en tramos rectos producida por el rozamiento del aire comprimido contra las paredes del tubo. 2) Prdida de carga en accesorios originada en curvas, T, vlvulas, etc., de la tubera. Las primeras pueden ser calculadas con la siguiente frmula: P = (/R x T) x (V/D) x L x p donde: P = calda de presin (bar) p = presin de trabajo (bar) R = constante del gas = 29,27 para el aire T = temperatura absoluta (t+

273)

D = dimetro interior de la tubera (mm) L = longitud del tramo recto (m) V = velocidad del aire (m/seg.) = ndice de resistencia que depende de la rugosidad del tubo y del caudal circulante Dicha frmula se encuentra resuelta en el siguiente grfico: Las segundas las evaluamos travs concepto longitud equivalente. prdida accesorio en con Es el la decir igualamos la a del de

prdida de carga

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LAF________________________________________producida en un tramo recto de caera de longitud igual a la longitud equivalente del accesorio. Esta longitud deber ser sumada a la longitud original (L) del tramo recto. La tabla siguiente muestra la longitud equivalente de diversos accesorios de caeras en funcin del dimetro.

Elemento intercalado en tuberas Vlvula esclusa (tot abierta) T (paso recto) T (paso a derivacin) Curva a900

1/4 0,09 0,15 0,78 0,42 0,15 4,28 2,43

3/8 0,09 0.15 0,76 0,42 0,15 4,26 2,43

1/2 0,1 0,21 1 0,52 0,23 5,66 2,83

3/4 0,13 0,33 1,28 0,64 0,29 7,04 3,50

1 0,17 0,45 1,61 0,79 0,37 8,96 4,48

1/4 0,22 0,84 2,13 1,06 0,48 11,76 5,88

1 0,26 0,67 2,46 1,24 0,57 13,77 6,88

2 0,33 0,91 3,16 1,58 0,73 17,67 8,83

Curva a 45 Vlvula globo (tot. Abierta) Vlvula angular (tot. abierta)

Ejemplos de clculo de caerasCalcular el dimetro de un tramo recto de caera de 100 m de longitud por el que circulan 3 Nm3/min. a 7 bar, siendo la prdida de carga admisible P = 3 % de P1. P = 3 % x 7 bar = 0,21 bar La prdida de carga por unidad de longitud ser: 0,21 bar / 100m = 0.0021 bar/m Entrando al grfico por su parte superior con P1=7 bar, trazamos una vertical hasta interceptarlo con una horizontal proveniente de la escala de caudales de la derecha con Q = 3 Nm3 /min (punto A en el diagrama). Por dicho punto trazamos una paralela a las lneas oblicuas hasta interceptada con la vertical levantada desde el valor de la prdida de carga por unidad de longitud P=0,0021 bar/m (punto E del diagrama). Proyectando dicho punto hacia la escala de la Izquierda obtenemos en ella el dimetro de la caera = 1 1/4. Supongamos que la misma caera no fuera recta y tuviera ahora montados accesorios como ser 1 vlvula exclusa abierta, 7 curvas a 900 y una T en derivacin.

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________________________________________LAFCon el valor del dimetro deja tubera calculamos las longitudes equivalentes de los accesorios. 1 vlvula exclusa: 7 curvas a 900: 1 Ten derivacin: Long. equivalente total: Longitud total a considerar: Caera recta: Long. equivalente: Longitud total: 100 m 9,35 m 109,35 m 0,22 m 7m 2,13 m 9,35 m

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Con lo que la prdida total de carga resultar: 0,0021 bar/m x 109,35 m = 0,23 bar

Como vemos el incremento de prdida de carga producida en accesorios es pequea cuando se trata de caeras de gran longitud y el nmero de los accesorios no es muy grande. Consideremos ahora el mismo caudal circulante y la misma presin pero para una caera de 10 m con a misma prdida de carga total, P=0,21 bar La prdida por unidad de longitud ser: P = 0,21 /10 = 0,021 bar/m Yendo al grfico vemos que corresponde a una caera de = 3/4 Considerando ahora los mismos accesorios: 1 vlvula exclusa: 7 curvas a 900: 0,13 m 4,48 m

1 T en derivacin: 1,28 m ----------------------------------------Long. equivalente total: 5,89 m

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LAF________________________________________Longitud total a considerar ahora: Longitud recta: Long. equivalente: Longitud total Con lo que la prdida de carga total resultar: 0,021 bar/m x 15,89 m = 0,33 bar Tenemos un aumento de prdida de carga del 60 % aproximadamente, con lo que verificamos que la influencia sobre las prdidas de carga en accesorios es realmente notable en caeras cortas an no siendo el nmero de stos excesivamente grande. 10 m 5,89 m 15,89m

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Clculo de una tubera:El consumo de aire en una industria es de 4 m/min (240 m/h). En 3 aos aumentar un 300 %, lo que representa 12 m/min (720 m3/h). El consumo global asciende a 16 m/min (960 m/h) La red tiene una longitud de 280 m; comprende 6 piezas en T, 5 codos normales, 1 vlvula de cierre. La prdida admisible de presin es de A p = 10 kPa (0,1 bar). La presin de servicio es de 800 kPa (8 bar). Se busca: El dimetro de la tubera El nomograma, con los datos dados, permite determinar el dimetro provisional de las tuberas. Solucin: En el nomograma, unir la lnea A (longitud M tubo) con la B (cantidad de aire aspirado) y prolongar el trazo hasta C (eje l). Unir la lnea E, (presin). En la lnea F (eje 2) se obtiene una interseccin. Unir los puntos de interseccin de los ejes 1 y 2. Esta lnea corta la D (dimetro nominal de la tubera) en un punto que proporciona el dimetro deseado. En este caso, se obtiene para el dimetro un valor de 90 mm.

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Las resistencias de los elementos estranguladores (vlvula de cierre, vlvula esquinera, pieza en T, compuerta, codo normal) se indican en longitudes supletorias. Se entiende por longitud supletoria la longitud de una tubera recta que ofrece la misma resistencia al flujo que el elemento estrangulador o el punto de estrangulacin. La seccin de paso de la "tubera de longitud supletoria" es la misma que la tubera. Un segundo nomograma permite averiguar rpidamente las longitudes supletorias.

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Con esta longitud total de tubera de 380 m, el consumo de aire, la prdida de presin y la presin de servicio se puede determinar, como en el

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LAF________________________________________problema anterior, con ayuda del nomograma (figura 25) el dimetro definitivo de las tuberas. En este caso, el dimetro es de 95 mm.

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________________________________________LAFTratamiento del aire comprimidoVimos ya anteriormente la necesidad de tratar al aire comprimido para su utilizacin debido a la presencia de elementos indeseables que se constituan en una fuente de posteriores desperfectos y deterioros de los componentes neumticos. Si bien el depsito constituye un atenuante para dicho fin, podremos distinguir tres formas adicionales de realizar dicho tratamiento: 1) A la salida del compresor mediante: Aire - agua - Postenfriadores Aire - aire

2)

A la salida del depsito por medio de: Frigorficos - Secadores Por adsorcin Por absorcin

- Separadores centrfugos 3) En los puntos de utilizacin mediante: - Filtros - Reguladores de presin - Lubricadores

Tratamiento del aire a la salida del compresorPostenfriadores aire-aire y aire-aguaSon los ms usuales para el tratamiento del aire comprimido. Se instalan inmediatamente a la salida del compresor, y reducen la temperatura del aire comprimido hasta Unos 25C con lo cual se consigue eliminar un gran

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LAF________________________________________porcentaje de agua y aceites contenidos en el aire (70 a 80%). Constan, en general, de un serpentn o un haz tubular por donde circula el aire comprimido, circulando el fluido refrigerante (aire o agua) en contracorriente por el exterior de los mismos. A la salida del refrigerador se encuentra un separador-colector en el que se acumulan el agua y aceite condensados durante la refrigeracin. Son generalmente suficientes en la mayora de las aplicaciones del aire comprimido (talleres metalrgicos e industrias en general), siempre que la instalacin est provista de purgadoras y equipos de tratamiento de aire en los puntos de utilizacin que permitan recoger las condensaciones producidas en las redes.

Tratamiento del aire a la salida del depsitoSecadores frigorficosEl principio del mtodo de secado por refrigeracin es en si extremadamente simple. Se trata de enfriar el aire hasta una determinada temperatura y extraer el condensado que se forma. El aire a secar pasa a travs de un intercambiador donde se enfra por la accin del fluido refrigerante de un ciclo frigorfico. A la salida del intercambiador se coloca un separadorcolector de condensados para su posterior eliminacin. Con este tipo de secado se obtienen temperaturas del aire muy bajas, del orden de 2C, obtenindose aire prcticamente seco.

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Secadores por adsorcinResponden a esta denominacin aquellos secadores que efectan el secado mediante un adsorbente slido de elevada porosidad tal como: silicagel, almina, o carbn activado, etc. Estas sustancias se saturan y deben ser regeneradas peridicamente a travs de un adecuado proceso de reactivacin. Para ampliar su funcin estos secadores estn constituidos por dos torres de secado gemelas con la respectiva carga de adsorbente, funcionando cclicamente una, mientras la otra est siendo regenerada. Con este tipo de secadores se obtiene aire extremadamente seco, equivalente a un punto de roco a presin atmosfrica de -20 a -40C.

Secadores por absorcinNormalmente este tipo de secador utiliza pastillas desecantes de composicin qumica y granulado slido altamente absorbente, que se funden y li-

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LAF________________________________________cuan al ir reteniendo el vapor de agua contenido en el flujo a secar. Son de costo inferior a los secadores frigorficos y de adsorcin, pero la calidad del aire obtenido es inferior a aquellos. Debe reponerse peridicamente la carga del producto qumico empleado. Normalmente reducen la humedad al 60-80% respecto al flujo saturado 100% proveniente de un postenfriador aire-aire o aire-agua. Tienen el inconveniente de la contaminacin con aceite de las sustancias absorbentes o adsorbentes (caso anterior) disminuyendo su capacidad de secado. Tal inconveniente no existe en el secado por refrigeracin o frigorfico.

Separadores centrfugosSe emplean cuando se persigue una separacin de condensados a bajo costo. Funcionan haciendo pasar el aire comprimido a travs de un deflector direccional centrfugo, que establece en el aire un sentido de rotacin dentro del equipo, de modo de crear una fuerza centrfuga que obliga a las partculas lquidas e impurezas a adherirse a la pared del separador, decantando en la parte inferior del mismo. Estas impurezas son luego eliminadas por medio de una purga. Tienen el inconveniente que a bajos consumos la velocidad dentro del separador es muy baja, siendo tambin baja la fuerza centrfuga sobre las partculas, lo que disminuye su eficiencia a caudales reducidos.

Tratamiento del aire en los puntos de utilizacinFiltrosLa utilizacin de filtros en las bocas de utilizacin se hace indispensable, debiendo estar presentes en toda instalacin correctamente concebida, an

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________________________________________LAFcuando se haya hecho tratamiento del aire a la salida del compresor o del depsito. stos no impedirn la llevada a los puntos de consumo de partculas de xido ni de pequeas cantidades de condensado provenientes de las redes de distribucin. stos, de no ser retenidos tendran acceso a los componentes neumticos con su consiguiente deterioro, aumento de los costos de mantenimiento y en general bajo rendimiento del equipo. Un filtro de este tipo es mostrado en la figura de la derecha. En realidad ms que un simple elemento filtrante, es la combinacin de ste con un separador centrfugo. Consta esencialmente de un deflector centrfugo en su parte superior cuyo objeto es crear dentro del vaso un movimiento ciclnico del aire de modo de crear una fuerza centrfuga que actuando sobre las pequeas gotas de condensado y partculas obliguen a stas a adherirse a las paredes del vaso, para depositarse luego en su parte inferior en una zona de calma. sta es creada por una pantalla que impide la turbulencia del aire por debajo de ella evitando a su vez que el movimiento ciclnico superior arrastre parte del condensado. Una segunda pantalla evita que el aire proveniente del deflector centrfugo tome contacto directo con el elemento filtrante y lo contamine, a la vez que prolonga el movimiento ciclnico del aire dentro del vaso aumentando la efectividad del equipo. En cuanto al elemento filtrante en s, puede tratarse de filtros de carbn activado, malla metlica o sinttica o filtros cermicos microporosos sinterizados, destinados estos ltimos a la eliminacin de partculas muy finas. Las capacidades de filtrado se expresan en micrones indicando el tamao de la mnima partcula capaz de retener y su

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LAF________________________________________eleccin depender de La calidad del aire requerido. Se presentan con capacidades de filtrado que varan entre 5 y 50 . En cuanto al drenaje de los condensados del vaso podr realizarse: 1) Manualmente 2) Automticamente: a) Por flotador: un flotante permite la descarga cuando en el vaso se alcance el nivel mximo. b) Por descenso de la presin: cuando la presin de la red cae al valor cero, automticamente se descarga el condensado. c) Servocomandado por accin piloto: cuando se suministra una presin piloto a la vlvula de descarga, sta acciona drenando el condensado.

Reguladores de presinNormalmente las presiones de trabajo de los equipos neumticos son interiores a las presiones de lnea. Resultara adems imposible trabajar en los mismos directamente con esta presin ya que no podra evitarse que lleguen a los equipos las fluctuaciones de presin entre la mxima de parada o vaco y la mnima de arranque del compresor. Adems, si un equipo es capaz de cumplir su funcin eficientemente a una presin determinada, el hacerlo a una presin mayor slo conduce a un incremento de consumo de aire ya que ste es funcin de la presin, con la consiguiente disminucin de la rentabilidad del sistema. Por otro lado ciertos equipos debern funcionar a baja presin, lo que implicara trabajar con presiones de lnea tambin bajas con el consiguiente y nuevo deterioro de la rentabilidad, ya que un rendimiento ptimo se logra para presiones de servicio entre 6 y 8 bar. Las funciones del regulador de presin sern: 1) Evitar las pulsaciones y fluctuaciones de presin provenientes del

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________________________________________LAFcompresor.

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LAF________________________________________2) Mantener una presin de trabajo en los equipos sensiblemente constante e independiente de la presin de lnea y del consumo. 3) Evitar un excesivo consumo por utilizar presiones de operacin mayores que las necesarias en los equipos. 4) Independizar los distintos equipos instalados. Existen bsicamente dos tipos de reguladores: a) Reguladores a membrana b) Reguladores a pistn El accionamiento de los mismos podr ser: 1) De comando directo: la accin del tornillo de regulacin acta directamente sobre el resorte de contrapresin, con lo que el movimiento de dicho tornillo se toma dificultoso, sobre todo en regulaciones de presiones elevadas, restndole sensibilidad a la misma. 2) De comando asistido: el tomillo de regulacin acta en forma indirecta sobre los resortes, siendo asistido por la misma presin regulada actuante sobre el pistn o la membrana. De este modo se obtiene un funcionamiento ms suave del tomillo de regulacin y mayor sensibilidad en el mismo, como tambin una mejor respuesta a los cambios de presin (mejores caractersticas de regulacin). En un regulador, la presin de lnea, que llamaremos primaria, penetra por la boca de entrada siendo impedido su pasaje a la zona secundaria por una vlvula de cierre, que se mantiene cerrada por accin de un resorte. Actuando ahora sobre la perilla de regulacin se provocar un ascenso del tomillo que empujar la vlvula hacia arriba permitiendo al aire pasar a la zona de presin regulada, llamada secundaria. Esta presin secundaria se comunicar a travs de un pequeo orificio con la cara inferior del pistn

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________________________________________LAFcomprimindolo contra los resortes. Esto provoca el descenso del tornillo de regulacin vlvula, presin constante. Se y manteniendo en la consecuencia el cierre de la secundaria comprende

fcilmente que la presin secundaria depender del grado de pre-tensin dado a los resortes a travs de la perilla de regulacin. la Al consumir aire de la zona secundada, tender a presin el disminuir,

pistn ascender junto con el tornillo, abrir la vlvula, permitiendo as el pasaje de aire y restaurar la presin al nivel regulado. Cuando se quiera disminuir la presin secundaria aun nivel ms bajo, girando la perilla de regulacin, se producir el descenso del tomillo, despegndose del asiento central de la vlvula de cierre y permitiendo el pasaje del aire excedente a travs del conducto de descarga hacia la parte superior, venteando por los orificios de escape situados en la campana superior. Esto es de gran importancia ya que no slo permitir el escape de aire en ese caso, sino tambin cuando se produzca una sobrecarga en la presin secundaria comportndose como vlvula de seguridad. La caracterstica de funcionamiento y el campo de aplicacin de estos equipos queda determinado a travs de dos grficos llamados respectivamente: - Caracterstica de regulacin - Caracterstica de caudal Las primeras indican las variaciones de presin secundaria en funcin de la primada y las segundas la misma variacin en funcin del caudal.

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LubricadoresLa adecuada lubricacin de las herramientas, cilindros, vlvulas y dems equipos accionados por aire comprimido, evita el deterioro de los mismos provocado por la friccin y la corrosin, aumentando notablemente su vida til, reduciendo los costos de mantenimiento, tiempos de reparaciones y repuestos. Para lubricar herramientas y mecanismos neumticos, el mtodo ms lgico, eficiente y econmico es dosificar lubr