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4. Preparación del aire comprimido
4.1 Impurezas
En la práctica
se presentan muy a menudo los casos en que la calidad del
aire comprimido desempeña un papel primordial.
Las impurezas
en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite
lubricante y humedad dan origen muchas veces a averías en
las instalaciones neumáticas y a la destrucción de los elementos
neumáticos.
Deben eliminarse
todas las impurezas del aire, ya se antes de su introducción
en la red distribuidora o antes de su utilización.
Las impurezas que contiene el aire pueden ser:
- Sólidas.
Polvo atmosférico y partículas del interior
de las instalaciones
- Líquidas.
Agua y niebla de aceite
- Gaseosas.
Vapor de agua y aceite
Los inconvenientes que estas
partículas pueden generar son:
- Sólidas. Desgaste
y abrasiones, obstrucciones en los conductos pequeños.
- Líquidas y gaseosas.
El aceite que proviene de la lubricación de los compresores
provoca: formación de partículas carbonases
y depósitos gomosos por oxidación y contaminación
del ambiente al descargar las válvulas. Por otro
lado el agua en forma de vapor provoca: oxidación
de tuberías y elementos, disminución de los
pasos efectivos de las tuberías y elementos al acumularse
las condensaciones, mal acabado en operaciones de pintura.
En la actualidad se ha desarrollado
y se está difundiendo cada vez con mayor velocidad
los compresores libre de aceite, especialmente desarrollado
para la industria alimenticia y farmacéutica, estos
pueden ser del tipo pistón o tornillo, la gran ventaja
de estos equipos es la entrega de un aire limpio, de alta
pureza, pero siempre necesita un sistema de filtración
posterior.
Mientras que
la mayor separación del agua de condensación tiene lugar en
el separador, después de la refrigeración, la separación fina,
el filtrado y otros tratamientos del aire comprimido se efectúan
en el puesto de aplicación.
Hay que dedicar
especial atención a la humedad que contiene el aire comprimido.
El agua (humedad)
llega al interior de la red con el. aire que aspira el compresor.
La cantidad de humedad depende en primer lugar de la humedad
relativa del aire, que -a su vez depende de la temperatura
del aire y de las condiciones climatológicas.
La humedad
absoluta es la cantidad de agua contenida en un m3 de aire.
El grado de
saturación es la cantidad de agua que un m3 de aire puede
absorber, como máximo, a la temperatura considerada. La humedad
es entonces del 100% , como máximo (temperatura del punto
de rocío). |
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El diagrama de la
figura 39 muestra la saturación del aire en función de la
temperatura.

Ejemplo:
Para un punto de
rocío de 293 K (20'C), la humedad contenida en un m3 de aire es de
17,3 g.
Remedio:
Filtrado correcto
del aire aspirado por el compresor Utilización de compresores
exentos de aceite. Si el aire comprimido contiene humedad, habrá de
someterse a un secado.
Existen varios
procedimientos:
- Secado
por absorción
- Secado por adsorción
- Secado por enfriamiento
Figura 39:
Característica del punto de rocío

Ejemplo: Para un
punto de rocío de 313 K (40 C) la humedad contenida en un m3 de
aire es de 50 gramos.
Secado
por absorción
El secado por
absorción es un procedimiento puramente químico. El aire
comprimido pasa a través de un lecho de sustancias secantes. En
cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto con dicha
sustancia, se combina químicamente con ésta y se desprende como
mezcla de agua y sustancia secante.
Esta mezcla tiene
que ser eliminada regularmente del absorbedor. Ello se puede
realizar manual o automáticamente.
Con el tiempo se
consume la sustancia secante, y debe suplirse en intervalos
regulares (2 a 4 veces al año).
Al mismo tiempo, en
el secador por absorción se separan vapores y partículas de
aceite. No obstante, las cantidades de aceite, si son grandes,
influyen en el funcionamiento del secador. Por esto conviene montar
un filtro fino delante de éste.
Figura 40: Secado
por absorción

El procedimiento de absorción se distingue:
- Instalación
simple - Reducido desgaste mecánico, porque el secador no tiene
piezas móviles - No necesita aportación de energía exterior
Secado
por adsorción
Este principio se
basa en un proceso físico. (Adsorber: Deposito de sustancias sobre
la superficie de cuerpos sólidos.)
El material de
secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas. Se
compone de casi un 100% de dióxido de silicio. En general se le da
el nombre de Gel .
La misión del gel
consiste en adsorber el agua y el vapor de agua. El aire comprimido
húmedo se hace pasar a través del lecho de gel, que fija la
humedad.
La capacidad
adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada. Si está
saturado, se regenera de forma simple. A través del secador se
sopla aire caliente, que absorbe la humedad del material de secado.
El calor necesario
para la regeneración puede aplicarse por medio de corriente
eléctrica o también con aire comprimido caliente.
Disponiendo en
paralelo dos secadores, se puede emplear uno para el secado del
aire, mientras el otro es regenera (soplándolo con aire caliente).
Figura 41: Secado
por adsorción

Secado
por enfriamiento
Los secadores de
aire comprimido por enfriamiento se basan en el principio de una
reducción de la temperatura del punto de rocío.
Se entiende por
temperatura del punto de rocío aquella a la que hay que enfriar un
gas, al objeto de que se condense el vapor de agua contenido. El
aire comprimido a secar entra en el secador pasando primero por el
llamado intercambiador de calor de aire-aire.
El aire caliente
que entra en el secador se enfría mediante aire seco y frío
proveniente del intercambiador de calor (vaporizador).
El condensado de
aceite y agua se evacua del intercambiador de calor, a través del
separador .
Este aire
preenfriado pasa por el grupo frigorífico (vaporizador) y se
enfría más hasta una temperatura de unos 274,7 K (1,7 °C) En este
proceso se elimina por segunda vez el agua y aceite condensados.
Seguidamente se
puede hacer pasar el aire comprimido por un filtro fino, al objeto
de eliminar nuevamente partículas de suciedad.
Figura 42:
Secado por enfriamiento
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