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Aire Comprimido
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AIRE COMPIMIDO EN LA MINERIA
Principios del Aire Comprimido
Tipos de Compresores
Free Air Delivery (FAD)
Concepto
Referencia y condiciones del sitio
Aire
- Aire atmosfrico
- Contenido de agua en humedad del aire.
- Condensacin de agua en el aire comprimido
AIRE
Qu es el Aire?
El aire es incoloro, inoloro y no palpable.
Es principalmente una mezcla de gases individuales : Nitrgeno (N2 , 78%), Oxgeno (O2 , 20.9%), Argn (0.9%) y otros gases.
O2 20.9%
N2 78%
A
g
u
a
El aire siempre contiene una cierta cantidad de agua
AIRE
La presin de cualquier gas depende de su densidad de masa, del nmero de molculas presentes y de su velocidad media.
El efecto de un cambio en la temperatura es para modificar el valor de la velocidad media.
La presin, temperatura y volumen del aire estn interrelacionadas. Esta relacin puede ser expresada en la siguiente formula para un gas perfecto:
donde:
P= Presin, V= volumen, T= Temperatura (en Kelvin), w= Nmero de Avogadro R= constante
AIRE
wRTPV
Presin Atmosfrica:
Vara segn el lugar geogrfico (Altura)
Presin Manomtrica:
Requerida para que los equipos neumticos realicen trabajo.
PRESION DE AIRE
Presin Absoluta y Relativa La presin absoluta considera la presin atmosfrica.
La presin relativa, llamada tambin, manomtrica o efectiva es la que utilizamos normalmente para medir con un manmetro o medidor de presin.
Pabsoluta= Prelativa + Patmosfrica
DIAGRAMA DE PRESION
Presin vacuomtrica
Presin atmosfrica
Presin manomtrica Presin absoluta
Cero absoluto
Altitud
(m)
Presin
(bar)
Temperatura
(C)
Densidad
(kg/m3)
-1200 1.163 23.0 1.373
-1000 1.138 21.7 1.345
-800 1.113 20.4 1.321
-600 1.088 19.0 1.298
-400 1.063 17.7 1.274
-200 1.038 16.3 1.250
-100 1.026 15.7 1.238
0 1.013 15.0 1.225
100 1.001 14.4 1.213
200 0.989 13.7 1.202
300 0.978 13.1 1.190
400 0.966 12.4 1.179
500 0.955 11.8 1.167
600 0.943 11.1 1.156
800 0.921 9.8 1.134
1000 0.899 8.5 1.112
1200 0.877 7.2 1.090
1400 0.856 5.9 1.069
1600 0.835 4.6 1.048
1800 0.815 3.3 1.027
2000 0.795 2.0 1.007
2200 0.775 0.7 0.986
2400 0.756 -0.6 0.968
2600 0.737 -1.9 0.947
2800 0.719 -3.2 0.928
3000 0.701 -4.5 0.909
3200 0.683 -5.8 0.891
3400 0.666 -7.1 0.872
3600 0.649 -8.4 0.854
3800 0.633 -9.7 0.837
4000 0.616 -11.0 0.819
5000 0.540 -17.5 0.736
6000 0.472 -24.0 0.660
7000 0.411 -30.5 0.590
8000 0.356 -37.0 0.525
Relacin de presin
La relacin de presin Pr es la relacin entre las presiones absolutas de una etapa o del compresor completo. Es un coeficiente de la presin absoluta en la salida sobre la presin absoluta en la entrada.
La relacin de presin Pr es una medicin relativa del esfuerzo suministrado a una etapa o al compresor.
La operacin en altura de un compresor tiene un efecto directo en la relacin de presin.
Pr = Pabs. salida/ Pabs.entrada
RELACIN DE PRESIN
Al variar la altitud, vara la relacin de presin:
ATM
MANATM
P
PP
Relacin de Presin: Ejemplo
Supongamos que un compresor es llevado a operar a 2000 mts
sobre el nivel del mar. Patmosfrica= 0.776 bar.
El compresor debe trabajar a 7 bar (e)
Pr = (0.776 + 7)/0.776 = 10.02 para el compresor
PERO el compresor tiene limitaciones en cuanto a la Pr a la cual
puede operar. Ustedes deben chequear el performance del
equipo en la altitud..
Pr = (Pat+ 7)/Pat para el compresor
EJEMPLO DE CLCULO
Un equipo trabajando en Valparaiso (1 bar atmosfrico), presin de trabajo 7 bar.
1 7
18
EJEMPLO DE CLCULO
El mismo equipo trabajando en Calama
(3000 m.s.n.m, 0.7 bar atmosfrico)
0.7 7
0.711
CONSECUENCIA
Al variar la relacin de compresin, vara el caudal FAD.
Para una misma presin manomtrica, el equipo debe trabajar a distintas relaciones de compresin, segn sea la ubicacin del equipo.
CALIDAD DE AIRE
QUE SIGNIFICA?
Se refiere a la cantidad de contaminantes contenidos en el aire comprimido:
Agua
Partculas slidas
Aceites
etc.
Aire Atmosfrico
El aire atmosfrico normalmente contiene vapores de agua, y la presin total del aire es la suma de las presiones parciales del aire seco y el vapor de agua. (Ley de Dalton de las presiones parciales).
El aire est saturado cuando la presin parcial del vapor de agua es igual a la presin de saturacin del vapor de agua a esa temperatura.
La presin de saturacin es dependiente solamente de la temperatura.
Aire Atmosfrico
Cuando el aire es enfriado a una presin constante, el punto de roco es alcanzado cuando la presin parcial es igual a la presin de saturacin.
Cualquier otro enfriamiento va a tener como resultado, separacin de agua por condensacin.
AGUA...
Humedad presente en el aire ambiente
Produce:
Desgaste prematuro de los elementos neumticos.
Corrosin en las caeras.
PERDIDAS DE CARGA. (Cada de presin del aire comprimido en la red de aire).
PUNTO DE ROCO
Temperatura a la cual existe condensacin.
SI LA TEMPERATURA DE LA CAERIA DE AIRE COMPRIMIDO ESTA A MENOR TEMPERATURA QUE LA TEMPERATURA DE PUNTO DE ROCO DEL AIRE COMPRIMIDO, EXISTE
CONDENSACION!!!!!
COMO SE LLEGA A LA TEMPERATURA DE PUNTO DE ROCO NECESARIA?
Post - enfriando el aire.
Refrigerando el aire con un secador
Frigorfico FD (TPR +3C)
Retirando el agua del aire, a travs de un proceso fsico.
Adsorcin CD (TPR -20C)
La labor se puede apoyar con un estanque posterior al compresor.
VARIABLES DE INTERS Temperatura del aire a la salida del compresor.
Temperatura de la caera. Se asume como la temperatura ambiente.
Caudal del compresor o caudal necesario ha secar.
Presin de trabajo.
CONCLUSIONES:
Si la temperatura de trabajo es bajo cero.
El proceso es discontinuo
se selecciona un secador tipo CD (de adsorcin)
Si la temperatura de trabajo es sobre cero
El proceso es continuo.
se selecciona un secador tipo FD (de refrigeracin)
INSTALACIN TIPO
Compresor GA
Estanque
LD, LV
Filtro
DD
Filtro
PD
Secador
FD
INSTALACIN TIPO
Compresor GA
Estanque
LD, LV
Filtro
DD
Filtro
PD
Secador
CD
Filtro
DDp
PLANTA DE AIRE COMPRIMIDO
ESQUEMA BSICO
ESTANQUE DE AIRE
Ayuda a enfriar el aire comprimido, condensando una importante cantidad de humedad.
Amortigua variaciones de presin en la red de aire.
Permite un trabajo ms aliviado para el compresor.
Acumula aire necesario para perodos altos de consumo en la planta.
SELECCIN DE ACUMULADOR
Para compresores hasta 100 HP:
V mCaudal l s
( )( / )3
80
FILTROS Permiten reducir el nivel de impurezas slidas y lquidas (agua y
aceite) y aerosoles.
Los prefiltros tipo DD tienen un nivel de filtraje mas grueso que los tipo PD.
En partes por milln (ppm o mg/m3)
En tamao de partculas (micrmetro) Los filtros DDp se usan despus de los secadores de adsorcin
para atrapar polvo.
Los filtros tipo QD retienen vapores y olores de aceite.
LA ELECCIN CORRECTA
TIPOS DE COMPRESORES
PRINCIPIOS DE TRABAJO
CARACTERSTICAS
INFORMACIN GENERAL
Tipos de Compresores
LA ELECCIN CORRECTA
TIPOS DE COMPRESORES
PRINCIPIOS DE TRABAJO
CARACTERSTICAS
INFORMACIN GENERAL
Two Basic Principals of Air or Gas Compression
Desplazamiento positivo Compresin dinmica
Compresores
Two Basic Principals of Air or Gas Compression
Desplazamiento positivo Compresin dinmica
Compresores
Reduciendo el volumen de
gas, se incrementa la presin
Principio del
desplazamiento
positivo
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
Compresor a pistn
Toma de aire
Vlvulas
Pistn
Cmara
Compresin
Biela
Cigeal
Carter
Filtro
Compresor pendular
La Unidad ScrollScroll
Principio de Trabajo del
SCROLLSCROLL
DISEO DEL ELEMENTO DE TORNILLO OIL FREE
Fundamentos de Compresin
Two Basic Principals of Air or Gas Compression
Desplazamiento positivo Compresin dinmica
Compresores
Principios dinmicos Incremento de la energa cintica (velocidad) del gas para despus convertirla en energa potencial (presin) al frenarlo.
COMPRESORES DINMICOS
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE COMPRESORES CENTRFUGOS
DIFUSORES RADIALES
INDUCTOR
LABES CORTE FLUJO
CORTE PRESIN
INCREMENTO DE PRESIN SEGN EL PRINCIPIO DE BERNOULLI
P
2
V
PRINCIPIO DE TRABAJO DE LAS TURBINAS
Giro de la rueda
La velocidad de la bola se incrementa
La velocidad se reduce violentamente creando un aumento de presin.
HOJA
DIFUSOR
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
UN IMPELLER CENTRFUGO
Impulsor / Difusor / Salida de aire
Difusor
Impulsor
Salida de aire-
Voluta
Rodete
La parte del elemento rotativo de un compresor dinmico que aplica energa al medio a comprimir por medio de fuerza centrfuga. Consiste en un nmero de alabes que rotan con el eje.
Difusor
Un paso estacionario que rodea al rodete, en el cual la presin de velocidad aplicada al medio se convierte en presin esttica.
Voluta
Elemento utilizado para canalizar y diriguir el aire hacia el enfriador intermedio hacia la red.
Caractersticas
CAPACIDAD
Curva de
Performance
CARACTERISTICAS DE COMPRESORES
COMPRESOR DE
DESPLAZAMIENTO
POSITIVO
COMPRESOR
DINMICO
PR
ES
IN
USOS CONVENIENTE DE TURBO COMPRESORES
LOS COMPRESORES CENTRFUGOS SON MUY CONVENIENTES PARA
ALTOS VOLMENES DE FLUJO, SOBRE 6000 M3/HR
PROCESOS RELACIONADOS CON MASA DE AIRE, COMO PLANTAS SEPARADORAS DE AIRE, DONDE ALTAS POTENCIAS A BAJAS TEMPERATURAS SON COMPENSADAS POR ALTOS FLUJOS DE MASA.
OPERACIONES DONDE LOS EQUIPOS FUNCIONEN EN CARGA PERMANENTE
PRESIONES HASTA 80 BAR
NOSOTROS NO TENEMOS
OPININ !
CADA TIPO DE COMPRESOR TIENE SU PROPIA
CARACTERSTICA Y SE ACOMODA MEJOR PARA CADA
APLICACIN PARTICULAR. ES NUESTRA RESPONSABILIDAD
ESTUDIAR CADA APLICACIN Y SUGERIR LA TECNOLOGA
QUE MEJOR SE ACOMODE.
NOSOTROS TENEMOS TODO
EL MEJOR COMPRESOR PARA UNA APLICACIN ESPECFICA
CONFUSO ?
New Unit 7.7 bar
PRESSURE DROP IN A 7.5 bar
compressor package Inlet filter
Inlet
valve Check
valve
Oil
separator
aftercooler Water
separator dryer
DD/oil
removal
PD/fine
filter QD/active
carbon
0.2
bar
0.2
ba
r
0.2 bar
0.3
bar
0.1
bar
0.8 bar 6.7 bar
FOR INSTRUMENT AIR APPLICATION
7.5 bar
Control point
OIL INYECTED
SOLUTION
New Unit 7.7 bar
PRESSURE DROP IN A 7.5 bar
compressor package
Inlet filter
Inlet
valve Check
valve
Oil
separator
aftercooler Water
separator dryer
DD/oil
removal
PD/fine
filter QD/active
carbon
0.2
bar
0.2
ba
r
0.2 bar
0.3
bar
0.1
bar
0.8 bar 6.7 bar
FOR INSTRUMENT AIR APPLICATION
AFTER ONE YEAR
or less
0.5
bar 0.1
bar
0.5
bar
0.8
bar 1.4 bar 7.5 bar
8.3 bar
6.1 bar
Control point
OIL INYECTED
SOLUTION
Pre
ss
ure
Dro
p in
the
line
?
New Unit 7.7 bar
PRESSURE DROP IN A 7.5 bar
compressor package
Inlet filter
Inlet
valve Check
valve
Oil
separator
aftercooler Water
separator dryer
DD/oil
removal
PD/fine
filter QD/active
carbon
0.2
bar
0.2
ba
r
0.2 bar
0.3
bar
0.1
bar
0.8 bar 6.7 bar
FOR INSTRUMENT AIR APPLICATION
AFTER THREE
MONTHS or less AT 40C ambient
0.5
bar 0.1
bar
0.5
bar
0.4
bar 1.7 bar 7.5 bar
7.9 bar
5.8 bar
Control point
NO
MAINTENANCE
1 BAR
1
BAR
2.4 bar 1.0
bar
5.1
bar
8.5
bar
OIL INYECTED
SOLUTION
If 6 bar are required, then a compressor for higher
pressure will be needed
More investment and more waste of
energy
OIL FREE SOLUTION
Air filter Inlet valve intercooler Water
separator Water
separator
aftercooler
Compressor
element
Compressor
element
7
bar
0.1
bar NEW UNIT 7.1 bar ONE YEAR AFTER OR MORE 7.1 BAR
The risk
free
solution
Control point
Check valve
Less maintenance
required
Not to worry about filters or oil separators, because
there is no oil
Simpler and no need to go to higher operating
pressures
Fundamentos de neumtica
La ley de Boyle afirma que, si la temperatura permanece constante, la presin de una masa confinada de gas variar inversamente con su volumen. Por consiguiente, si P es la presin absoluta de un gas y V es su volumen.
1P2P
1V2V
Ley de Boyle: presin inicial, presin
final,
volumen
inicial, volumen final
Fundamentos de neumtica
De lo anterior
2211 VPVP VP
1
PV
nnVPVPVPVP 332211
Osea
constante
Por lo tanto, se
puede escribir que
Fundamentos de neumtica
LEY DE CHARLES
La ley de Charles afirma que si permanece la presin constante, el volumen de una masa dada de gas variar directamente segn su temperatura absoluta.
Si son las temperaturas absolutas inicial y final, respectivamente, y son los volmenes inicial y final de una masa dada de gas, entonces.
21yTT
21yVV
Fundamentos de neumtica
1
1
2
1
122
1
2
1
2
2
2
1
1
1
1
11
)(
tan
TV
V
V
TVT
V
V
T
Tosea
T
V
T
V
teconsT
V
TV
Por lo tanto
Tipos de Compresores de Aire
Los compresores de desplazamiento positivo trabajan sobre el principio de incrementar la presin de un volumen definido de aire al reducir ese volumen en una cmara encerrada.
En el compresor dinmico (turbocompresor) se emplean paletas rotatorias o impulsores para impartir velocidad y presin al flujo de aire que se est manejando. La presin proviene de los efectos dinmicos, como la fuerza centrifuga.
Clasificacin de los Compresores Como compresores de simple o de doble accin, por su nmero de
etapas; a saber, una, dos, tres o mltiples etapas. Segn la disposicin de los cilindros con relacin al cigeal (es decir,
cilindros en posicin vertical, en lnea, horizontal, en V, radial, etc). Por la disposicin geomtrica o de los cilindros usada para obtener
las etapas del compresor; a saber, vertical, horizontal, en V, etc. Por la manera de impulsar el compresor o por el motor primario,
como impulsados por motor diesel, por motor elctrico, por turbina de gas, etc.
Por la condicin del aire comprimido; a saber, contaminado con aceite lubricante o sin aceite.
Por la condicin del montaje o su calidad de porttil a saber, compresor porttil, compresor estacionario o compresor montado en patines.
Por el medio de enfriamiento aplicado; a saber, enfriado por aire, enfriado por agua, compresor de lquido inyectado, etc.
Importancia del Compresor
En el momento de decidir la compra de un equipo de perforacin, uno de los puntos ms importantes es la seleccin del compresor, debido fundamentalmente a que:
El peso especfico en el precio del conjunto oscila, segn el tipo de perforadora, entre el 15 y el 55%.
La repercusin en el costo del metro lineal perforado es considerable, pues si el caudal de aire es insuficiente los problemas que pueden surgir son:
Disminucin de la velocidad de penetracin.
Aumento de los costos de desgaste: brocas, varillas, etc.
Incremento del consumo de combustible.
Necesidad de mayor labor de mantenimiento del equipo motocompresor.
Importancia del Compresor
Las dos caractersticas bsicas de un compresor, adems del tipo o modelo, son:
El caudal de aire suministrado.
La presin de salida del aire.
En la Tabla 1.1, se indican, para los diferentes equipos de perforacin, los valores ms frecuentes de las citadas caractersticas, el tipo de compresor y el porcentaje de precio aproximado con relacin a la mquina completa.
Importancia del Compresor 2.1. Compresores de pistn
Estos equipos son los ms antiguos y conocidos, ya que han sido empleados en las minas de interior para el suministro de aire comprimido a travs de las redes de distribucin instaladas dentro de las mismas. Su aplicacin ha descendido notablemente como consecuencia del uso masivo de otras fuentes de energa ms eficientes, como son la electricidad y la hidrulica.
2.2. Compresores de tornillo
En estas unidades la presin del aire se consigue por la interaccin de dos rotores helicoidales que engranan entre s, uno macho de cuatro lbulos y otro hembra de seis canales. El principio de funcionamiento puede verse en la Fig. 1.1.
Importancia del Compresor
Figura 1.1. Principio de funcionamiento de un compresor de tornillo.
El aire penetra en el hueco formado por los dos rotores y la carcasa. A medida que los rotores se mueven el aire queda encerrado y comienza a disminuir el volumen donde se aloja. Se inyecta aceite para sellar la cmara de compresin y disminuir su temperatura. Paulatinamente, el hueco ocupado por el aire y el aceite se desplaza disminuyendo su volumen hasta que se descarga en el recipiente separador de aceite. Esta separacin se lleva a cabo primero, por gravedad en el interior de un caldern y despus, con filtros de lana de vidrio. A continuacin, el aceite se enfra y se filtra antes de volverlo a recircular.
En la Fig. 1.2 se indican los circuitos de refrigeracin de un compresor porttil y su motor.
Importancia del Compresor En compresores de tornillo de alta presin el nmero de etapas suele ser de dos
Figura 1.2. Compresor porttil (lngersoll-Rand).
El aceite inyectado tiene tres misiones principales:
Cerrar las holguras internas.
Enfriar el aire durante la compresin, y
Lubricar los rotores.
Importancia del Compresor
Las ventajas que conlleva la utilizacin de compresores de tornillo son:
Ocupan un volumen reducido, por lo que son ideales para instalar a bordo de las perforadoras.
El montaje es econmico.
Ausencia de choques y vibraciones importantes.
Reducido mantenimiento.
Baja temperatura de funcionamiento, y
Alta eficiencia.
Importancia del Compresor 2.3. Compresor de paletas
Estos compresores tienen un solo rotor que monta paletas radiales flotantes y cuyo eje es excntrico con el de la carcasa cilndrica. Al girar las paletas se desplazan contra el estator por efecto de la fuerza centrfuga. La aspiracin del aire se realiza por un orificio de la carcasa, quedando retenido en el espacio entre cada dos paletas. Al girar el rotor el volumen va disminuyendo, aumentando la presin del aire, hasta llegar a la lumbrera de descarga.
Este tipo de compresor utiliza tambin la inyeccin de aceite que ha sido explicado anteriormente.
Compresor Reciprocante
La construccin de un compresor reciprocante es semejante al de un motor de combustin interna (CI), el cual consta de un cuerpo de hierro fundido o de aluminio con un tanque de aceite, la base, el pistn con sus anillos, vlvulas, bielas manivelas, cigeal, cojinetes, etc. A medida que se tira del pistn hacia adentro, se succiona aire por la vlvula correspondiente, a travs de un filtro, y se comprime en la carrera de retorno.
Funcionamiento del compresor
Con el arranque del motor elctrico, la manivela gira y el pistn del cilindro de la primera etapa succiona aire atmosfrico a travs de filtro correspondiente y de la vlvula de admisin. En la siguiente rotacin de la manivela, el pistn invierte su movimiento y comprime el aire. El aire comprimido hace que se abre la vlvula de salida y s escapa a travs del interenfriador hacia el cilindro de la segunda etapa, forzando la apertura de la vlvula de admisin de este ltimo.
Funcionamiento del compresor
En este cilindro, el aire se comprime todava ms, hasta el nivel deseado, y se alimenta al tanque de compresin por el condensador a compresin, a travs de su vlvula de salida. Alrededor del pistn se encuentran los anillos del mismo, para hacerlo hermtico al aire. Estos se fabrican principalmente de hierro fundido, con una junta de extremos simples, ahusados o escalonados. El compresor necesita una lubricacin razonable, para lograr una mayor duracin sin problemas. Para una operacin continua con carga pesada, el aceite debe tener una viscosidad de ms o menos 7 E a 50 C.
Funcionamiento del compresor
El cilindro de la primera etapa se conoce como cilindro de baja presin (BP), en donde se comprime inicialmente el aire tomado de la atmsfera. El otro cilindro es el de la segunda etapa, el cual es de dimetro menor y tambin se conoce como cilindro de alta presin (AP). En ste, el aire comprimido que viene del primer cilindro o de BP se comprime todava ms hasta la presin elevada. Cuando el aire se comprime, se genera calor considerable. Este calor se debe disipar al menos en las unidades en donde la presin sea mayor que 2 bar. La mquina principal se enfra por circulacin de aire o de agua.
Riesgos Trabajar con Aire Comprimido El aire comprimido no slo es aire. El aire comprimido es una corriente de aire concentrada con presin alta y velocidad alta que puede causar lesiones graves al operador y a personas que estn cerca.
Un chorro de aire comprimido dirigido a la cabeza puede causar lesiones oculares graves o romper el tmpano del odo. El aire comprimido dirigido a la boca puede lesionar los pulmones y el esfago. El uso imprudente de aire comprimido para limpiar suciedad o polvo del cuerpo, incluso si se usan ropas protectoras, puede hacer que penetre aire comprimido en este, con el riesgo consiguiente de daar los rganos internos.
La lesin ms grave que puede causar el aire comprimido ocurre cuando se sopla aire comprimido debajo de la piel; por ejemplo por una herida. Ello puede causar embolia gaseosa; con penetracin de burbujas de aire en las venas, que se transportan en la sangre. Cuando una burbuja llega al corazn se producen sntomas parecidos a un infarto. Cuando una burbuja llega al cerebro puede causar hemorragia cerebral. Este tipo de lesin puede causar la muerte inmediata. Puesto que el aire comprimido normalmente contiene pequeas cantidades de aceite o suciedad, tambin pueden producirse infecciones graves si penetra aire comprimido en el cuerpo.
Riesgos Trabajar con Aire Comprimido Las reglas elementales de seguridad se indican a continuacin:
1. Antes de la acometida.
- Debe realizarse indefectiblemente:
La purga de las conducciones de aire.
La verificacin del estado de los tubos flexibles y de los manguitos de empalme.
El examen de la situacin de los tubos flexibles: que no existan bucles, codos o dobleces que obstaculicen el paso del aire.
- No conectar nunca una mquina neumtica a una fuente de suministro de oxgeno; existe peligro de explosin.
2. Durante el trabajo.
- Las mangueras de aire comprimido se deben situar de forma que no se tropiece con ellas, ni que puedan ser daadas por vehculos que pasen por encima. Un sistema para impedir todo esto es el de colocar las mangueras en soportes elevados.
Riesgos Trabajar con Aire Comprimido - No se deben gastar bromas dirigiendo la manguera de aire a otros. Puede tener consecuencias graves.
- No se debe usar la manguera de aire comprimido para limpiar el polvo de las ropas. Se han producido lesiones graves en los ojos, odos y boca.
- Al usar herramientas neumticas siempre debe cerrarse la llave del aire de las mismas antes de abrir la de la manguera.
- Nunca se debe doblar la manguera para cortar el aire cuando se cambie la herramienta. Hay que cortar la fuente de alimentacin.
- No debe apoyarse todo el peso del cuerpo sobre la herramienta neumtica, ya que puede deslizarse y caer uno sobre la superficie que se est trabajando. Se debe adoptar una postura segura.
- Siempre que se trabaje con herramientas neumticas se deben usar gafas, guantes, calzado de seguridad y proteccin para los odos.
- Hay que asegurase del acoplamiento de las herramientas a la manguera de aire comprimido, ya que si no est bien sujeta, puede salir disparada como un proyectil.
Riesgos Trabajar con Aire Comprimido - Verificar las fugas de aire que pueden producirse por las juntas, acoplamientos defectuosos o roturas de mangueras o tubos.
- An cuando no trabaje, la mquina neumtica no deja de tener peligro si est conectada a la manguera de aire, es lo mismo que una pistola cargada. Cualquier movimiento accidental del gatillo puede ser causa de lesiones. Usa siempre el dispositivo de seguridad.
- Para el soplado de piezas con aire comprimido se debe acoplar a la boquilla un disco a modo de pantalla protectora contra las proyecciones y un manorreductor u otro dispositivo que permita regular la presin sin exceder de una atmsfera.
- Debe ser rigurosamente prohibido el mtodo de expulsar la herramienta con la presin del equipo neumtico porttil, en lugar de quitarla con la mano.
3. Despus de la utilizacin.
- Cerrar la vlvula de alimentacin del circuito del aire.
- Abrir la llave de admisin de aire de la mquina, de forma que se purgue el circuito.
Riesgos Trabajar con Aire Comprimido - Desconectar la mquina.
Mantenimiento
Los constructores prevn determinadas revisiones de mantenimiento y engrase de este tipo de mquinas. Estas instrucciones deben ser respetadas escrupulosamente. Del buen mantenimiento depende la duracin y buen funcionamiento del equipo, hecho que est muy relacionado con la seguridad del operario.
Los depsitos de aire comprimido deben ser verificados segn lo dispuesto en el Reglamento de Recipientes a Presin.
En cuanto a los conductos de aire comprimido, se debe controlar regularmente el estado de las tuberas y sustituir las que estn defectuosas.
Los empalmes en las tuberas deben fijarse mediante abrazaderas apropiadas. Si se sujetan solamente con alambre no estarn bien seguras.
Reglas bsicas de Seguridad
Mantenimiento
Usar la herramienta adecuada
Inspeccionar antes de usar
Seguir las instrucciones
Usar EPP
Emplear las medidas de seguridad
Herramientas neumticas
Las uniones deben prevenir la desconexin
Emplear un alambre de seguridad
Alambre de seguridad
Herramientas neumticas
Inaceptable
Aceptable
bridas
Limpieza por aire comprimido
No emplear Excepcin cuando se reduzca la presin a 0,5 MPa
Herramientas de aire comprimido
Operarios con licencia
Verificacin diaria
EPP
Seleccionar la potencia en funcin del trabajo
99
Teora del aire Ejemplo n1
Presin de salida del compresor: 7 bar (g) o manomtrico
Altitud del sitio: 0 m
Presin absoluta a la salida del compresor?
7+1,013 = 8,013 bar(a) Ejemplo n2
Presin de salida del compresor: 7 bar (g) o manomtrico
Altitud del sitio: 3000 m
Presin absoluta a la salida del compresor?
7+0,701 = 7,701 bar(a) Ejemplo n3
Presin de salida del compresor: 145 psig o manomtrico
Altitud del sitio: 3281 pies
Presin absoluta a la salida del compresor?
Ayuda: 14,5 psi = 1 bar y 1 pie = 0,3048 m
10+0,899 = 10,899 bar(a)
100
Teora del aire
Relacin de compresin de una etapa de compresin ()
Presin absoluta de salida / Presin absoluta de entrada = P2/P1 Ejemplo n1
Presin de salida del compresor: 2 bar (g) o manomtrico
Altitud del sitio: 0 m
Relacin de compresin de la etapa del compresor?
(2+1,013) / 1,013~ 3,0 Ejemplo n2
Presin de salida del compresor: 2 bar (g) o manomtrico
Altitud del sitio: 3000 m
Relacin de compresin de la etapa del compresor?
(2+0,701) / 0,701~ 3,85
Relacin de presin P1 P2
101
Teora del aire
Temperatura absoluta
Zero absoluto = -273,2 C o 0 K 0 C = 273,2 K o aprox 273 K
Ejemplo n1
Temperatura de entrada del compresor: 20C
Temperatura absoluta de entrada del compresor?
273+20 = 293 K Ejemplo n2
Temperatura de salida del compresor: 473 K
Temperatura de salida del compresor en C?
473-273 = 200 C Ejemplo n3
Temperatura de entrada del compresor: 68 F
Temperatura de entrada del compresor en C?
Ayuda TC = (T F 32) / 1,8
(68 -32) / 1,8 = 20 C
Temperatura
Calculo del tamao del tanque
ya que se toma como 1bar, para facilitar el clculo.
En donde:
= capacidad volumtrica del compresor, en
dda
tcP
Q
cmkgsindece
cmkg
P
PQV
1)(argaPrPr
)(2
2
min3mQ
= presin atmosfrica, en 2cmkg (abs.) dP
Calculo del tamao del tanque
Con regulacin de conexin y desconexin, el tamao puede calcularse con precisin por medio de la frmula emprica:
NP
PQVr
15
tcV
Q
3m
P
N
En donde:
= volumen del tanque de compresin,
.
= volumen de entrega, = presin en la admisin, bar (abs).
= diferencia de presin, bar.
= ciclos de conmutacin/hora de funcionamiento
del compresor
P
Calculo del Costo del Aire Comprimido
factores mnimos que deben considerarse para determinar el costo del aire comprimido:
Capacidad del tanque de compresin.
Presin desarrollada.
Costo de la planta de compresores (costo del capital).
Costo de la mano de obra.
Costo corriente de mantenimiento, como el costo de la energa elctrica, etc.
Ejemplo
Un compresor pequeo con capacidad de 250 litros del tanque de compresin. El compresor es impulsador por un motor elctrico de 5.5 KW de capacidad. Tmese el costo de la mano de obra de ocho horas al da como 30 rupias (1 rupia=100 pise=0.13 dlar aproximadamente), el costo del compresor y su planta en 20000 rupias, as como prdidas de 2.5% del aire durante la produccin. Con el uso de un cronmetro, se encuentra que el tiempo necesario para crear una presin de 6 bar (man) en el tanque de 250 litros es de 4 minutos 10 segundos, es decir, 250 segundos.
Si se considera que existe una prdida de 2.5% del aire, debido a fugas, etc., se tiene
SOLUCION
Cantidad real del aire comprimido
Tiempo necesario para comprimir un
33 256.0100
5.102250.0 mm
3m de aire
3.166.9760.1256.0
250 s
Unidad necesaria de energa elctrica kWhkWh 5.160
3.165.5
SOLUCION
Costo de la energa a 0.80
Pesos por kWh = 0.80 1.5= 1.20 pesos
Costo de la mano de obra 30
Pesos por 8 H al da
16
3.16
608
3.1630pesos 1.02 pesos, aprox.
SOLUCION
Costo de depreciacin
pesos, aprox.
Por lo tanto
Costo total a 6 bar (man)= (1.20+1.02+0.08)
pesos =2.30 pesos.
08.03.16602430010
20000
SOLUCION
Para tener 1
Cantidad necesaria de aire atmosfrico
3m de aire comprimido,
39.6013.1
013.7
013.1
013.10.6m
normales
SOLUCION
Como consecuencia,
Costo de 1 normal de aire 0.33 pesos digamos 0.35
Costo de 1 normal de aire libre = 35 paise
Como el aire cuesta dinero, el mensaje es bastante
claro en el sentido de que se debe tomar el mximo
cuidado para ver que no se fugue aire a la atmsfera,
en lo absoluto.
3m 9.6
30.2 pesos
3m
Gracias
CONTENTO ??