LA FUNCIÒN DE LOS TANQUES ES LA DE ALMACENAR AIRE A PRESIÒN. PROPOSITOS

ALMACENAR UNA RESERVA DE AIRE COMPRIMIDO PARA ABSORBER LOS PICOS DE DEMANDA.

CONTRIBUYE A REDUCIR LA TEMPERATURA DEL AIRE COMPRIMIDO Y COLECTAR CONDENSADOS,

TAMBIÈN ACTÙA COMO AMORTIGUADOR DE PULSACIONES

LOS TANQUES SON CONSIDERADOS RECIPIENTES A PRESIÒN Y SE CONSTRUYEN CON PLACA DE ACERO AL CARBÒN DE ACUERDO A LAS NORMAS DE LA ASTM, POR LO CUAL EL FABRICANTE PROPORCIONA CERTIFICADOS DE CALIDAD Y PLANOS DE CONSTRUCCIÒN. LAS CAPACIDADES VARÌAN DE ACUERDO A LOS REQUERIMIENTOS DE LOS USUARIOS, ASÌ COMO LA PRESIÒN DE OPERACIÒN A LA CUAL VAN A TRABAJAR. LOS TANQUES PUEDEN SER VERTICALES U HORIZONTALES, DEPENDIENDO DEL ESPACIO DISPONIBLE.

LOS ACCESORIOS QUE SE EMPLEAN SON UN MANÒMETRO, UNA VÀLVULA DE SEGURIDAD DEL

TAMAÑO ADECUADO AL FLUJO DE AIRE Y UNA VÀLVULA DREN QUE PUEDE SER MANUAL O

ELECTRÒNICA.

El almacenamiento apropiado del aire comprimido es una de las partes ms importantes de un sistema

de aire comprimido bien diseñado pero frecuentemente una de las partes menos contempladas y

cuidadas. Llámelo como usted quiera, tanques, tachos o pulmones ellos hacen siempre lo mismo.

Almacenan el aire comprimido. Este almacenamiento puede ayudarlo a mejorar la eficiencia haciendo

que la presión sea constante y no se reflejen en la línea las pulsaciones de la presión de los

compresores, ayudan a precipitar parte de la humedad, estabiliza y balancea la presión y mejora el

rendimiento de los compresores operando en carga parcial.

Cuando haga una reingeniería del sistema o compre un nuevo tanque, hágalo generosamente ya que

usted no cambiara el tanque con el próximo compresor que agregue en su instalación.

Recuerdo el caso de un productor de bebidas que tenía una pérdida de presión en la línea en

diferentes momentos del dia, lo cual causaba problemas a la producción y hacia que otro compresor

debiera entrar en servicio. El cliente me había pedido asesoramiento para saber que compresor debía

comprar que que todos los vendedores de equipo suponían unidades muy sobredimensionadas.

Mientras trabajaba, durante la auditoria, la empresa decidió agregar un ítem al contrato y hacer un

estudio detallado de las demandas de aire comprimido de todas las líneas para saber que era

exactamente lo que estaba sucediendo. Ese estudio revelo un evento que demandaba

aproximadamente 4.25 m3/min y duraba algunos minutos. El estudio revelo además que sin esas

demandas intermitentes, el equipamiento existente de compresores era adecuado para la demanda.

La solución final fue instalar un tanque de almacenamiento auxiliar para compensar esos picos de

demanda. La solución fue muy económica frente a la compra de un nuevo compresor. Gracias a los

ahorros de energía que suponía un compresor de mayor potencia el repago de esta inversión fue

inferior a 12 meses.

En Estados Unidos todos los tanques deben ser construidos acorde a las normas ASME, llevan una

estampilla, numero de serie y deben ser registrados. En Argentina los fabricantes, generalmente

construyen los tanques acorde a la norma ASME dado que no existe una norma que regule el diseño

de los tanques, aunque si una norma que exige las pruebas hidráulicas regulares.

La norma general se orienta a usars aproximadamente 0.4 a 0.7 m3 de almacenamiento por cada

m3/min de aire entregado por el compresor. Este almacenamiento también será función del tipo de

compresor, sistema de control, y la cantidad de eventos transitorios que ocurran.

En el caso de diseño de un sistema con múltiples compresores, el equipo a considerar es el de punta a

fin de evitar que funcione con carga parcial. Es muy importante considerar también el tiempo que

demora en entrar en servicio y comenzar a entregar aire comprimido el compresor que actuara como

compresor de punta a fin de evitar caídas de presión en la línea.

Un tanque con aire y sin un diferencial de presión con la línea no tendrá ningún efecto y no

almacenara aire. El tanque debe ser visto como un dique en un rio. Si existe un caudal que ingresa

igual al que sale no tendremos acumulación. Cuando la salida es menor que el ingreso comenzaremos

a acumular para que cuando tengamos una demanda puntual mayor al ingreso podamos cubrir dicho

déficit con la diferencia acumulada.

El volumen de aire usable en el tanque dependerá de la diferencia de presión. Con la siguiente formula

podemos ver cómo interactúan los diferentes parámetros:

Siendo:

T: Tiempo en minutos

V: Volumen del tanque

P1: Presión inicial en bar

P2: Presión final en bar

C: Demanda de aire en m3/min

Pa: Presión Atmosférica

La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente 1 bar (1000 hPa) y esta varia con la

altura. Por ejemplo al momento en que estoy escribiendo esta nota la presión atmosférica en la

Ciudad de Buenos Aires es de 1009 hPa y en Mendoza 925 hPa.

Cuidado, no caiga en la tentación de creer que por elevar la presión del sistema aumentara la

capacidad de almacenamiento ya que por cada bar adicional de presión sobre los 6 bar, el aumento de

presión se incrementa entre 7 y 10%. Además, recuerde que a mayor presión, mayores son las fugas.

Los controladores de presión y caudal, al igual que los reguladores de presión lo ayudaran a

maximizar las ventajas del almacenamiento

Almacenamiento primario

Una constante fuente de debate es la definición de donde colocar el tanque de almacenamiento si

antes o después del secador de aire comprimido. Para compresores a pistón, un tanque colocado

después del compresor proveerá una compensación que reducirá de picos de presión y pulsación

beneficiando al compresor y al sistema.

Para cualquier sistema usar un tanque antes del secador, reducirá la carga del mismo ya que ayudara

a separar los condensados al enfriar el aire. Además reducirá la probabilidad de pasaje de líquido a la

línea en el eventual caso que el secador pudiera fallar. Sin embargo, el inconveniente es que a medida

que el tanque se llena de aire saturado, una demanda excesiva podría sobrecargar al secador y la

humedad pasaría a la línea y demás componentes del sistema.

Ubicar el tanque luego del secador provee un almacenamiento de aire listo para satisfacer cualquier

pico de demanda sin crear sobrecarga ni caídas excesivas de presión. Sin embargo, el inconveniente

se presentara en que el control de presión del compresor perderá eficacia ya que a la banda de control

deberá agregar la caída de presión que agrega el secador al control y por lo tanto la consiguiente

demora en la respuesta del control.

¿Cuál es el sistema óptimo? Usar dos tanques, uno entre los compresores y el secador y otro luego del

secador, esto le dará ambas ventajas a su instalación. Si el presupuesto no lo permite entonces me

inclino a usar el segundo.

Almacenamiento secundario

El almacenamiento secundario de aire comprimido puede proveer una fuente de aire comprimido para

operaciones puntuales, reducir perdidas de presión o ayudar a balancear el sistema. Como ejemplo

podemos mencionar dos casos típicos que generan problemas frecuentemente cuanto las líneas no

están bien diseñadas, las prensas y los filtros de mangas.

Estas operaciones requieren caudales instantáneos elevados en periodos cortos. Sin un

almacenamiento auxiliar esto genera caídas de presión y en el caso de una prensa puede generar la

liberación de un freno o embrague causando accidentes.

Para evitar inconvenientes como estos normalmente se aplican estrategias de almacenamiento

secundario como se muestra en la siguiente imagen.

De esta forma un caudal de alta demanda instantánea se puede transformar en una baja demanda

constante donde el cálculo del tanque y las cañerías auxiliares serán función de los caudales de aire

requeridos y la diferencia de presiones de trabajo

Existen otras estrategias como por ejemplo almacenamiento de alta presión que serán objeto de

futuras notas.

Si necesita asesoramiento acerca de como mejorar su instalación no dude en contactarme.