aire comprimido kaeser

Nociones básicas y consejos: claro – completo – sencillo

Técnica dde aairecomprimido

04 1. ¿Qué es el aire comprimido?

06 2. Tratamiento económico del aire comprimido

08 3. ¿Por qué es necesario secar el aire comprimido?

10 4. Evacuación correcta del condensado

12 5. Tratamiento económico y seguro del condensado

14 6. Regulación eficaz de compresores

16 7. Regulación por gama de presión:Coordinación óptima de compresores para ahorrar energía

18 8. Ahorro energético gracias a la recuperación del calor

20 9. Cómo evitar pérdidas de energía (1):Nueva planificación de una red de aire comprimido

22 10. Cómo evitar pérdidas de energía (2):Saneamiento de redes de aire comprimido

24 11. Planificación correcta de estaciones de aire comprimido (1):Análisis de la Demanda de Aire (ADA)

26 12. Planificación correcta de estaciones de aire comprimido (2):Para una producción más económica de aire comprimido

28 13. Planificación correcta de estaciones de aire comprimido (3):Análisis de la demanda de aire: cálculo de la situación real

30 14. Planificación correcta de estaciones de aire comprimido (4):Refrigeración eficaz de la estación: refrigeración por aire

32 15. Gestión correcta de un sistema de aire comprimido:Asegure la fiabilidad y la optimización duradera de los costes.

Índice¿Sabe a cuánto ascienden suscostes de aire comprimido?

Encontrará más información yherramientas para la planificacióncorrecta de su estación de airecomprimido en internet:

www.kaeser.com> Services> Analysis and advice

Si quiere saberlo con exactitud, pídanos un Análisis de la Demandade Aire (con el sistema ADA).

Más información en los capítulos 11 a 13o en nuestro folleto "Análisis y asesoramiento".

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accionamiento. La potencia óptima, conla cual se consigue el mejor rendimientoeléctrico del motor sin sobrecargarlo ycon la que se alcanza el factor de rendi-miento cos ϕ, se encuentra en el campode la potencia nominal del motor. Podráleerla en la placa identificativa del motoreléctrico.

¡Atención! Si la potencia suministradapor el motor difiere mucho de la poten-cia nominal, el compresor estará con-sumiendo demasiada energía o se verásometido a un desgaste excesivo.

3. Potencia específicaEntendemos por potencia específica deun compresor la relación entre la poten-cia eléctrica que consume y el caudalque suministra a una presión de servicioconcreta. La potencia eléctrica que con-sume un compresor es la suma de laspotencias consumidas por todos losaccionamientos que incluye, como porejemplo el motor principal, el motor delventilador, el de las bombas de aceite, lacalefacción auxiliar etc. Si se necesita lapotencia específicapara realizar cálcu-los sobre economíade servicio, deberátomarse referida atoda la unidad y ala presión de servi-cio máxima. Sedividirá el consumototal de electrici-dad a presiónmáxima entre elcaudal a presiónmáxima.

4. Potencia eléctrica consumidaEl consumo eléctrico es la potencia queel motor de accionamiento del compre-sor absorbe de la red a una carga mecá-nica concreta del árbol del motor (poten-cia suministrada por el motor). Excede ala potencia suministrada por el motor entanto como altas sean las pérdidas eléc-tricas y mecánicas del mismo (por loscojinetes, el ventilador, etc). El consumoideal de potencia en el punto nominal

P puede calcularse con la fórmulasiguiente: Un, ln, y cos ϕϕn están indicacos en laplaca de identificación del motor eléctrico.

5. EPACT: la nueva fórmula para un accionamiento económicoLos esfuerzos realizados en los EEUUpara reducir el consumo energético delos motores asíncronos trifásicos desem-bocaron en 1997 en la llamada"EnergyPolicy Act" (EPACT). Desde 1998, KAESER instala tambiénen Europa motores eléctricos acordes aesta norma en sus compresores de tor-nillo. Los motores EPACT ofrecen lassiguientes ventajas:

a) Bajas temperaturas de servicioLas pérdidas internas de rendimiento delmotor provocadas por calentamiento opor rozamientos pueden ascender hastaun 20% en motores pequeños, y de un4% a un 5% en motores desde de160 kW. Los motores EPACT presentanun calentamiento mucho menor y, portanto, menos pérdidas térmicas: Un

motor convencional registra un calenta-minento de aprox. 80 K y conserva una

reserva térmica de 20 K funcionando acarga normal, mientras que un motorcon aislamiento F (como los EPACT)sólo se calienta hasta unos 65 K, man-teniendo una reserva de 45 K.

b) Mayor duraciónLa bajada de las temperaturas de servi-cio supone una carga térmica menor delmotor, de los cojinetes y de la caja debornes. Como consecuencia, se alarga lavida útil del motor.

c) Un 6% más de aire comprimido conmenos energíaMenos pérdidas de calor significan tam-bién un ahorro de energía. KAESER ha

ajustado los compresores perfectamentea las posibilidades de los motores

EPACT, consiguiendo una mejora de un 6% en los caudales y de

un 5% en las potencias específicas.Esto significa una mejora del rendimien-to, periodos de marcha de los compre-sores más cortos y menor consumo pormetro cúbico de aire comprimido que seproduce.

P = Un x ln x 3 ξ χοσ ϕn

1. CaudalEl caudal es la cantidad de aire a pre-sión atmosférica que un compresor escapaz de comprimir en una unidad detiempo. Las normas DIN 1945, parte 1,Anexo F y la ISO 1217, Anexo C deter-minan la medición correcta del caudal.Además, anteriormente existía laRecomendación CAGI-Pneurop PN 2CPTC 2. Para medir el caudal, se proce-de del modo siguiente: Primero se midenla temperatura, la presión atmosférica yla humedad del aire a la entrada de la

unidad. A continuación se mide la pre-sión máxima de servicio, la temperaturadel aire comprimido y el volumen delaire comprimido a la salida del compre-sor. Finalmente, el volumen V2 a la sali-

da de aire comprimido se calcula conayuda de la ecuación de gas (ver gráfica1) y las condiciones de aspiración delaire.

El resultado de este cálculo será el cau-dal del compresor. No debe confundirsecon el caudal del bloque compresor.

Atención:La norma DIN 1945 y la ISO 1217 sola-mente se refieren a los caudales de losbloques. Lo mismo sucede con la antiguaRecomendación CAGI-Pneurop PN 2CPTC 1.

2. Potencia suministrada por elmotorPor tal se entiende la potencia que elmotor de accionamiento del compresortransmite mecánicamente al árbol de

Con el aire comprimido pasaigual que con tantas otrascosas: Los detalles son muyimportantes, y las cosas pe-queñas pueden tener conse-cuencias graves, tanto posi-

tivas como negativas. Y notodo es lo que parece a pri-mera vista. Producido encondiciones desfavorables, elaire comprimido puede resul-tar caro, pero si se generacorrectamente puede sermuy económico. Es posibleque nuestros consejos le sir-van a la larga tanto como losde su asesor financiero. Eneste capítulo aclararemos elsignificado de cuatro concep-tos relacionados con el airecomprimido e intentaremosalertarle sobre algunos pun-tos que debe tener en cuenta.

Potencia nnominal ddel mmotor

V1=V2 x P2 x T1

T2 x P1

aire ccomprimido potencia eeléctricaconsumida

4Aire comprimido 5Aire comprimido

Pérdidas iinternas ddel mmotor, incluidas een eel rendimiento ddel mmotor Consumo dde eenergía

1. Las bases del aire comprimido

√√

c) El secado de aire como baseLa base de todo tratamiento debe ser unsecado suficiente del aire comprimido.El secado con un secador frigorífico escasi siempre el sistema más económico(v. cap. 3 "¿Por qué secar el aire com-primido?", pág. 8)

3. Elección del sistema de compreso-res correctoA la hora de decidirse por un compresorlibre de aceite o refrigerado por aceitepara un uso concreto, no deberá hacer-se basando la elección en la calidad delaire que el compresor sea capaz de pro-ducir, sino considerando más bien laeconomía del sistema. El buen rendi-miento vendrá determinado por loscostes de energía y de mantenimiento,que pueden llegar a representar hastaun 90% de los costes totales de produc-ción de aire comprimido. El grueso deeste porcentaje, del 75% al 85 %, co-rresponde a los gastos de energía. Lossistemas libres de aceite, como lassoplantes [hasta 2 bar(a)], son muy ade-cuados desde el punto de vistaenergético en el campo de bajas presio-nes, desde 500 mbar(a) hasta aprox. 3bar(a). A partir de 4 bar(a) y hasta16 bar(a) será económicamente másconveniente elegir compresores de tor-nillo refrigerados por aceite. Desde los5 bar(a), la compresión con unidadeslibres de aceite debe ser de dos etapaspara conseguir una buena relación entrela potencia consumida y el caudal deaire producido. El gran número de refri-geradores que se precisan, las altasvelocidades de giro, la mayor necesidadde técnica de control, el gasto en agua

para refrigeración y la alta inversión deadquisición, hacen dudar de que la com-presión sin aceite sea la más adecuadaeconómicamente para este campo depresión. Y no olvidemos que el aire deunidades libres de aceite y el conden-sado que se forma en dicha compre-sión son muy agresivos debido al azufreque puedan aspirar de la atmósfera: SupH oscila entre 3 y 6.

4. Sistema de aire puro KAESERLos compresores de tornillo modernosrefrigerados por fluido ofrecen un 10 %

más de rendimiento que los compresoressin aceite. El sistema de aire puro KAE-SER para estos compresores permiteahorrar hasta un 30% de costes produ-ciendo aire comprimido libre de aceite. Elcontenido residual de aceite que se alcan-za gracias a este sistema es de tan sólo0,003 mg/m³, muy por debajo del valorexigido por la norma ISO. El sistemaincluye todos los aparatos de tratamientonecesarios para conseguir un aire compri-mido de calidad. Dependiendo de la apli-cación, se utilizarán secadores frigoríficoso de adsorción (v. también cap. "¿Por qué

secar el aire comprimido?", pág. 8) y dife-rentes combinaciones de filtros. Gracias aeste tratamiento, es posible producir unaire comprimido seco, libre de partículase incluso técnicamente libre de aceite oestéril acorde a la norma ISO y sus clasesde calidad de aire comprimido.

5. Esquema de tratamientoEl esquema superior se incluye en todoslos prospectos de compresores de torni-llo KAESER. Siguiéndolo, es posible ele-gir la combinación correcta de aparatospara cada caso.

1. ¿Qué es aire comprimido "libre deaceite"?De acuerdo con la ISO 8573-1, el airecomprimido sólo podrá calificarse comolibre de aceite si su contenido residual(incluyendo el vapor de aceite) es infe-rior a 0,01 mg/m³. Estamos hablandode cuatro centésimas partes del conteni-do normal del aire de la atmósfera. Estacantidad es tan ínfima, que apenas sepuede medir. ¿Y qué decir de la calidaddel aire de aspiración?Naturalmente, dependerá de las condi-ciones ambientales. El nivel de hidrocar-buros puede alcanzar entre 4 y 14mg/m³ en zonas normales, debido sim-plemente a las emisiones de la industriay del tráfico. En zonas industriales,donde se utiliza aceite como medio delubricación, de refrigeración y de proce-sos, el contenido de aceite mineral

puede superar el 10%. También se pue-den encontrar otros elementos contami-nantes, como dióxido de azufre, hollín,metales y polvo.

2. ¿Por qué tratar el aire comprimido? Todos los compresores, sean del tipoque sean, funcionan como una aspirado-ra gigante y absorben impurezas queluego comprimen junto al aire y que lle-garán a la red de aire comprimido si nose lleva a cabo el tratamiento correspon-diente.

a) Calidad del aire con compresores "libres de aceite"Debido a la contaminación de la quehemos hablado, no es posible que uncompresor equipado tan sólo con un fil-tro de polvo de 3 micrones suministreaire comprimido libre de aceite. Loscompresores libres de aceite no llevanmás que este filtro de polvo como com-ponente de tratamiento.

b) Calidad del aire con compresores refrigerados por aceiteEn estas máquinas, las sustancias agre-sivas son neutralizadas por el aceiterefrigerante, que arrastra además laspartículas sólidas contenidas en el airecomprimido. A pesar de que con estesistema se produce un aire comprimidode mayor pureza, tampoco se puedeprescindir del tratamiento en este caso.Sin él, es imposible lograr un aire com-primido que responda a las exigenciasde calidad que define la ISO 8573-1para la calificación de aire "libre de acei-te", tanto en una compresión libre deaceite como en una con aceite.

Los expertos en la materia lle-van años discutiendo sobrecuál es la manera más econó-mica de tratar el aire compri-mido. La cuestión más impor-tante es con qué sistema decompresores se obtiene aire

comprimido libre de aceite amenor coste. Independiente-mente de las opiniones de losdistintos fabricantes, actual-mente está claro que es posi-ble producir aire comprimidode calidad tanto con compre-sores refrigerados con aceitecomo con aquellos que no lousan. Por tanto, el punto deci-sivo al elegir el sistema es laeconomía.


2. Tratamiento económico del aire comprimido

Aerosol ≤ 0,001 mg/m3, libre de partículas > 0,01 µmAerosol ≤ 0,01 mg/m3, libre de partículas > 0,01 µmAerosol ≤ 0,01 mg/m3, libre de partículas > 1 µmAerosol ≤ 1 mg/m3, libre de partículas > 1 µm

Industria láctea, fábricas decerveza

Elija el grado de tratamiento que se ajuste a sus necesidades:

Producción dealimentos

Aire de transporte muy limpio,industria química

Tratamiento del aire comprimido con secador frigorífico (punto de rocío +3 °C)

Para redes de aire comprimido no protegidas contra congelación: tratamiento del aire con secador de adsorción (punto de rocío hasta -70 °C)

Industria farmacéutica

Telares, laboratorios fotográficos

Pintura a pistola,recubrimientocon polvo sinterizado

Embalado, aire de control einstrumentos

Aire de producción en general,chorreado de arena con exigencias de calidadChorros de granalla

Chorros de granalla sin exigencias de calidad

Aire de transporte para sistemas de desagüe

sin exigencias de calidad

Industria farmacéutica, láctea,fábricas de cerveza

Fabricación de chips, industriaóptica, produccióndealimentos

Plantas de lacado

Laboratorios fotográficos

Aire de procesamiento, industria farmacéutica

Usos con peligro de congelaci-ón, aire de transporte muyseco, pintura a pistola, regula-dores de presión de precisión

Explicaciones:THNF=Prefiltro de aire de esterillaspara limpiar aire de aspiración con un alto contenido de polvo y suciedadZK=Separador centrífugo para eliminar condensadosECD=ECO Drainpurgador electrónico de condensados reguladosegún nivelFB=prefiltro 3 µmpara eliminar gotitas de humedad y partículassólidas FC =Prefiltro 1 µmpara eliminar gotitas de aceite y partículas sólidas >1 µm, contenido residual de aceite≤1mg/m3

FD=Postfiltro 1 µmpara eliminar partículas de polvo (abrasión)>1 µm FE=Microfiltro 0,01 ppmpara eliminar neblinas de aceite y partículassólidas >0,01 µm, aerosol ≤0,01 mg/m3

FF=Microfiltro 0,001 ppmpara eliminar aerosoles de aceite y partículassólidas >0,01 µm, contenido residual de aerosolde aceite ≤0,001 mg/m3

FG=Filtro de carbón activopara adsorción en la fase de vapor de aceite, contenido residual de vapor de aceite≤0,003 mg/m3

FFG=Combinación de filtrosformada por FF y FGT=Secador frigoríficopara secar el aire comprimido;punto de rocío hasta +3 °CAT=Secador de adsorción para secar el aire comprimido, serie DC, regemerada em frío, punto de rocío hasta -70 °C; series DW, DN, DTL, DTW, regeneradasen caliente, punto de rocío hasta -40 °CACT=Adsorbedor de carbón activo para adsorción en la fase de vapor de aceite con-tenido residual de vapor de aceite ≤0,003 mg/m3

FST= Filtro estérilpara un aire libre de gérmenesAquamat = Sistema de tratamiento de condensa-sados

FST

polvo aceite gérmenesagua

polvo aceite gérmenesagua

A

B

A

C

B

D

E

G

1

1

4

4

4

4

4

4

4

4

1

2

1

1

1

2

G 72

H 73

I 93

J 98

1

1

1

1

1

1

2

3

3

4

4

5

<

<

<

<

ACT FF

FF

FE

FC

FB

FD

FD

ACT

A

A

B

C

F

11

11

11

12

11-3

1-3

1-3

1-3

1-3

2

B 11-31

<

<

<

<

<

<

<

<

FST

FST

FE

compresores de tornillo KAESER

otros compresores

FFG

FE FD

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FG AT

FE ECD

T ECD Compresor

Aquamat

Aquamat

Compresor THNF

THNF

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

FST

KA

ES

ER

KA

ES

ER

KA

ES

ER

Sustancias extrañas al aire comprimido:+ polvo -

+ agua/condensado -

+ aceite -

+ gérmenes -

Contenido residual de vapor de aceite ≤ 0,003 mg/m3, libre de partículas> 0,01 µm,estéril, inodoro e insípidoCont. res. vapor de aceiite ≤ 0,003 mg/m3, libre de partículas > 0,01 µm

Cont. res. vapor de aceiite ≤ 0,003 mg/m3, libre de partículas > 1 µm

A

B

C

D Aerosol ≤ 5 mg/m3, libre de partículas > 3 µm

Aerosol ≤ 5 mg/m3, libre de partículas > 1 µmSin tratamiento

E

F

G

H

I

J

ZKTfiltros

Depósito de presión

Montaje para instalaciones con demanda de aire muyvariable

Ejemplos de uso: grados de tratamiento según la norma ISO 8573-1

filtros

Depósito de presión

Montaje para instalaciones condemanda de aire muy variable

KA

ES

ER

AT FE ZK

KA

ES

ER

clase

<0,

1

punto de rocío

(x=aguaen g/m3 líquido)

–

–

–

–

–

0,1<

d<0,

5

100

100000

–

–

–

0,5<

d<1,0

1

1000

10000

–

–

–

–

–

–

1,0<

d<5,0

0

10

500

1000

20000

µm

–

–

–

–

–

< 5

< 40

–

–

mg/

m3

–

–

–

–

–

< 5

< 10

–

–

mg/m3

<0,01

<0,1

<1,0

<5,0

–

–

–

–

–

<-70 °C

<-40 °C

<-20 °C

<+ 3 °C

<+ 7 °C

<+ 10 °C

x <0,5

0,5<x < 5,0

5,0<x <10,0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Grados de filtración:

Partículas sólidas/polvon° máx. de partículas por m3 partículas con d (µm)

ISO

8573

-1 HumedadTotal Cont.

aceite

según necesidades del cliente

lo que los 70 g restantes se condensany pueden separarse. En una jornada detrabajo de 8 horas se pueden formarunos 35 l de condensado.

Otros 6 litros diarios se separan en elsecador frigorífico conectado a continua-ción. En estos secadores, el aire compri-mido se enfría primero a +3 °C y luegose recalienta hasta alcanzar la tempera-tura ambiente. Esto significa un déficitde humedad de un 20% aprox. y, enconsecuencia, un aire comprimido demejor calidad, más seco.

2. La humedad del aire El aire que nos rodea siempre contieneuna cantidad mayor o menor de hume-dad, de agua. Esta humedad dependede la temperatura de cada momento.Por ejemplo, aire saturado de vapor deagua al 100 % a una temperatura de+25 °C puede contener casi 23 g deagua por metro cúbico.

3. Formación de condensadoEl condensado se forma cuando se redu-cen el volumen del aire y su temperatu-ra al mismo tiempo, Ya que estos dosfenómenos reducen la capacidad desaturación del aire. Justamente eso es loque sucede en el bloque compresor y enel refrigerador final de un compresor.

4. Algunos conceptos básicos

a) Humedad absoluta del aire Entendemos por humedad absoluta lacantidad de vapor de agua contenida enel aire expresada en g/m³.

b) Humedad relativa (Hrel)La humedad relativa informa sobre elgrado de saturación del aire, es decir, larelación entre el vapor de agua realmen-te contenido en el aire y el punto desaturación correspondiente (100 %Hrel). El punto de saturación variarádependiendo de la temperatura: Cuantomayor sea la temperatura, mayor canti-dad de humedad podrá admitir el aire.

c) Punto de rocío atmosféricoEl punto de rocío atmosférico es la tem-peratura a la cual se alcanza el grado desaturación a presión atmosférica(Hrel100 %).

Como ejemplo:

d) Punto de rocío de presiónPor punto de rocío de presión entende-mos la temperatura a la que el aire com-primido alcanza su punto de saturación(100 % Hrel). Refiriéndonos al ejemplodescrito en el punto 1: El aire sometidoa 10 bar(a) de presión a un punto derocío de +3 °C contendrá una humedad

absoluta de 6 g por metro cúbico de ser-vicio. Dicho en otras palabras: Si relaja-mos uno de los metros cúbicos de servi-cio del ejemplo, comprimidos a 10bar(a), hasta alcanzar la presión atmos-férica, su volumen se multiplicará pordiez. Los 6 g de vapor de agua no va-rían, pero se reparten en un volumenmayor. Cada metro cúbico relajado con-tendría, por tanto, 0,6 g de agua. Estahumedad se correspondería con un puntode rocío atmosférico de –24 °C.

5. Secado de aire económico y ecológicoa) ¿Secador frigorífico o de adsorción?La nuevas regulaciones referidas a agen-tes refrigerantes no pueden cambiar elhecho de que los secadores de adsor-ción no sean una alternativa real a lossecadores frigoríficos, ni desde el puntode vista económico ni desde el ecológi-co. Los secadores frigoríficos solamenteconsumen un 3 % de la energía quenecesita el compresor para producir elaire comprimido, mientras los secadoresde adsorción consumen un 10-25% oincluso más. Por eso, será preferibleoptar por un secador frigorífico siempreque sea posible. Por lo tanto, sólo es recomendable eluso de secadores de adsorción si serequiere aire comprimido extraordinaria-mente seco, con puntos de rocío dehasta –20, –40 ó –70 °C.

b) ¿Qué tipo de agente refrigerante elegir?Los agentes CFC, R 12 y R 22 ya no sepueden utilizar en los nuevos secadores

frigoríficos. En la tabla inferior se indicanlos agentes refrigerantes disponibles ysus efectos en el medio ambiente. Hastael año 2000, la mayoría de los fabrican-tes de secadores frigoríficos utilizaban elagente R 22, un clorofluorocarburo par-cialmente halogenado. Éste sólo teníaun 5% de la agresividad del R 12 contrala capa de ozono, y un 12% de supotencial de efecto invernadero.Actualmente, los fabricantes suelen uti-lizar el agente R 134a, recomendadocomo sustituto de R 12 y R 22 por lasautoridades de medio ambiente por subajo índice de deterioro de la capa deozono. La ventaja del agente R 134aradica en la posibilidad de utilizarlo enmáquinas que utilizaran anteriormenteR 12 una vez llevadas a cabo unaspequeñas modificaciones.

Otros agentes, como el R 404A y el R407C, también inocuos para la capa deozono, encuentran cada vez más acepta-ción. Se trata de agentes refrigerantesconocidos como "blends" (mezclas),mezclas de varios agentes distintos,cuyos componentes pueden presentar"glides" (márgenes) en sus temperaturasde evaporación y condensación, y quetienen un mayor potencial de efectoinvernadero que el agente R 134a (vertabla inferior). Por estas razones, el R 407C sólo es adecuado para usosmuy concretos. El R 404A, por el con-trario, es interesante para capacidadesde flujo a partir de 24 m³/min debido asus menores márgenes de diferenciaentre los distintos componentes.

1. Un ejemplo prácticoSi un compresor de tornillo refrigeradopor fluido aspira 10 m³ de aire de laatmósfera por minuto a una temperatu-ra de 20 °C y con una humedad relativadel 60 %, ese aire contendrá aprox.100 g de vapor de agua. Si el aire secomprime con una relación 1:10 a unapresión absoluta de 10 bar, obtendremosun metro cúbico de servicio. Sin embar-go, a una temperatura de 80 °C despuésde la compresión, el aire puede absorberhasta 290 g de agua por metro cúbico.Como tan sólo hay aprox. 100 g, el airetendrá una humedad relativa del 35 %más o menos, o sea, bastante seco, porlo que no podrá formarse condensado.El refrigerador final del compresor redu-ce la temperatura del aire comprimidode 80 a 30 °C aproximadamente. A esatemperatura, un metro cúbico de aire nopuede retener más de 30 g de agua, por

Los problemas están en elaire, nunca mejor dicho: Cuando el aire se enfría, co-mo sucede después de lacompresión, el vapor de aguase condensa. Un compresor

de 30 kW con un caudal de5 m3/min a 7,5 bar produceunos 20 litros de condensadopor turno de trabajo en con-diciones normales. Este con-densado debe eliminarse delsistema para prevenir ave-rías y daños. El secado delaire comprimido es por lotanto una parte muy impor-tante del tratamiento. En estecapítulo encontrará informa-ción sobre cómo lograr unsecado económico del airecomprimido.


Agente refrigerante

HCFCAgente R 22

HFCR 134a

Agentes refrigerantes y"blends" R 404A

R 407C

CHClF2

CH2F-CF3

R 143a/125/134a

R 32/125/134a

5%

0%

0%

0%

12%

8%

26%

11%

0

0

0,7

7,4

Fórmula Potencial de perjuicio ala capa de ozono

(ingl.: ODP = ozonedepletion potential)

[R 12 = 100%]

Potencial de efectoinvernadero

(ingl.: GWP = globalwarming potential)[R 12 = 100%]

Margen de temperatura(glide). Oscilación posible

en la temperatura deevaporación y

condensación [K]

Punto derocío en °C

Contenido máx. de agua en g/m³

+40

+30

+20

+10

0

-10

-20

-25

50,7

30,1

17,1

9,4

4,9

2,2

0,9

0,5

Enfriamiento: 1 m3 a +3 °C con

102,9 g/min de agua,

grado de saturación 1728 %,

Formación de condensado 96,95 g/min,

46536 g/8h día = aprox. 47 litros

Aire ambiental: 10 m³/min

a 20 °C con 102,9 g/min de agua,

grado de saturación 60 %

Relación de compresión

1:10

1 m3/min, a 80 °C con

102,9 g/min de agua,

grado de saturación 35 %

3. ¿Por qué secar el airecomprimido?

Además, el depósito enfría el aire compri-mido gracias a su gran superficie de deri-vación térmica, lo cual favorece la sepa-ración del condensado.

"Trampas" deagua en laconducción

de aire com-primido:Para evitarun flujo in-con t ro ladodel conden-sado en lared, seráconvenienteque todos lospuntos deentrada ysalida delsector húme-do se conec-ten desdearriba o

lateralmente.

Las salidas controladas de condensadoen la parte inferior, las llamadas "tram-pas" de agua, permiten eliminar el con-densado de la red principal de aire. Si lavelocidad del flujo es de 2 a 3 m/s y eldiseño es correcto, una de estas trampasde agua puede evacuar condensadoscon la misma eficacia que un depósitode aire comprimido (ilustración 1).

b) Secador de aire comprimidoAdemás de los mencionados hastaahora, también existen varios puntos decolección y evacuación de condensadosen el sector de secado del aire compri-mido.

Secador frigorífico::Es posible separar condensado en elsecador frigorífico gracias al enfriamien-to del aire, que hace que el vapor deagua se condense y se precipite.

Secador de adsorción:Gracias al notable enfriamiento del airecomprimido en la red, es mucho el con-densado que se se separa en el prefiltrodel secador de adsorción. En el interiordel secador de adsorción, el agua sólo seencuentra en forma de vapor debido alas condiciones de presión parcial.

c) Evacuación descentralizadaSi el sistema no cuenta con un secadocentralizado del aire, el condensado se

precipitará en grandes cantidades en lospurgadores instalados poco antes de lospuntos de consumo. Pero este métodotiene la desventaja de que necesitamucho mantenimiento.

2. Sistemas habituales de evacuaciónActualmente se utilizan sobre todo tressistemas:

a) Purgador con flotador (ilustración 2)Los purgadores con flotador son quizá elsistema de evacuación más veterano yse creó para sustituir a la evacuaciónmanual, poco económica y segura.Pero este sistema pronto empezó amostrar puntos débiles debido a lasimpurezas contenidas en el aire compri-mido, que provocaban averías con fre-cuencia y hacían preciso un manteni-miento intensivo.

b) Válvula solenoideLas válvulas solenoides con temporiza-dor son un sistema más seguro que lospurgadores con flotador, pero deben lim-piarse con frecuencia. Además, si lostiempos de abertura de la válvula estánmal ajustados, se producirán pérdidasde presión, lo cual significará un mayorconsumo energético.

c) Purgador de condensados controladopor nivel ("ECO DRAIN", ilustración 3)En la actualidad se utilizan principal-

mente purgadores con control inteligentedel nivel. El flotador, que provoca tantasaverías, se sustituye por un sensor elec-trónico. Y con esto se evitan muchas ave-rías por suciedad o por desgaste mecáni-co. También se evitan las pérdidas depresión típicas del sistema con flotadorgracias a un cálculo y un ajuste exactosde los tiempos de abertura de las válvu-

las. La autovigilancia atomática y la posi-bilidad de transmisión de señales sonotras dos ventajas de este sistema.

d) Instalación correctaDebe instalarse siempre una conduccióncon llave de bola entre el separador y elpurgador de condensados (ilustración 3).

Esta llave permitirá cerrar el paso delcondensado cuando haya que realizartrabajos de mantenimiento en el purga-dor sin impedir que la estación de airecomprimido siga funcionando con nor-malidad.

1. Evacuación del condensadoEn todos los sistemas de aire comprimi-do se forma condensado en puntos con-cretos y con diferentes sustancias conta-minantes (ilustración superior). Esimprescindible un sistema de evacua-ción fiable. La evacuación del condensa-do tiene una influencia decisiva sobre lacalidad final del aire comprimido, laseguridad de servicio y la economía delsistema.

a) Puntos de colección y evacuación del condensadoSe empieza a colectar y evacuar me-diante elementos mecánicos instaladosen el sistema de aire comprimido.Gracias a estos elementos se elimina yaun 70-80 % del condensado total, siem-pre que los compresores cuenten con unbuen sistema de refrigación final.

Separador centrífugo:Se trata de un dispositivo mecánico deseparación que separa el condensadocon ayuda de la fuerza centrífuga (verilustración inferior). Para garantizar unfuncionamiento óptimo, convendrá quecada compresor tenga su propio separa-dor centrífugo.

Refrigerador intemedio:En los compresores de dos etapas tambi-én se recoge condensado en los separa-dores de los refrigeradores intermedios.

Depósito de aire comprimido:Aparte de su función principal comoalmacenador de aire comprimido, eldepósito también ayuda a separar el con-densado por medio de la fuerza de la gra-vedad. Si tiene las dimensiones correctas(caudal del compresor en m³/min : 3=tamaño del depósito en m³), será tan efi-caz como el separador centrífugo. Adiferencia del separador centrífugo, puedeinstalarse en la conducción principal delsistema de aire comprimido, siempre quesu entrada de aire se encuentre en laparte inferior y la salida en la superior.


El condensado es un produc-to inevitable en la compre-sión de aire. Ya hemos des-crito cómo se forma en elcapítulo "¿Por qué secar elaire comprimido?" (pág. 8).Recordemos que un compre-

sor de 30 kW con un caudalde 5 m³/min puede produciraprox. 20 l de condensadopor turno en condiciones nor-males de servicio. Este líqui-do debe evacuarse del siste-ma de aire comprimido paraevitar averías y daños porcorrosión. En este capítuloencontrará información sobrecómo evacuar correctamenteel condensado bajos. costes.

4. Evacuación correctadel condensado

Ilustración 11: TTrampa dde aagua ccon ppurgadorde ccondensados

Ilustración 22: PPurgador ccon fflotador Ilustración 33: ""ECO DDRAIN" ccon lllave dde bbola

das, como son el polvo o los metalespesados, por medio de la gravedad. Silos aceites que las forman contienenéster, el condensado será además agre-sivo y habrá que neutralizarlo. El trata-miento de este tipo de condensadossolamente puede realizarse con un sepa-rador de emulsiones.

c) Condensado de compresoreslibres de aceiteEl condensado que se forma en sistemaslibres de aceite contiene partículas delmismo a pesar de todo, debido a la cre-

ciente contaminación del aire atmosféri-co. Puede contener, además, dióxido deazufre, metales pesados y otras partícu-las sólidas. Esto significa que este con-densado suele ser agresivo y presentar

un pH de entre 3 y 6. Es necesario tra-tarlo antes de que llegue a la canaliza-ción, aunque suela afirmarse lo contrario.

3. Eliminación por tercerosNaturalmente, también es posible colec-tar todo el condensado y entregarlo auna empresa especializada en su trata-miento. Pero esto puede suponer unoscostes de entre 40 y 150 €/m³, depen-diendo del tipo de condensado.Considerando las grandes cantidades decondensado que suelen producirse, lamayoría de las veces será convenientedecidirse por el tratamiento en instala-ciones propias. Esto supone la ventajade que solamente queda un 0,25 ‰ delvolumen original para su eliminación,que habrá de realizarse respetando elmedio ambiente.

4. Procedimientos de tratamientoa) para dispersionesPara el tratamiento de este tipo de con-densado bastará en la mayoría de loscasos con un aparato de tres cámaras,formado por dos cámaras y un filtro decarbón activo. La separación se produce

gracias a la fuerza de la gravedad. Lacapa de aceite que flota encima del aguaen el depósito de separación se dirige aun depósito colector y se trata como

aceite viejo. El agua que permanece en el depósito se filtra a continuación endos fases y puede eliminarse por lacanalización. Realizando esta separa-ción con ayuda de la fuerza de la grave-dad, el usuario ahorra un 95% conrespecto a los costes que supondría en-tregar el condensado a una ermpresaexterna especializada. Estos aparatos seofrecen actualmente para compresorescon caudales de hasta 160 m³/min.Naturalmente, es posible instalar variosaparatos en paralelo para demandasmayores .

b) para emulsionesPara tratar emulsiones estables se utilizanprincipalmente dos tipos de aparatos:Los sistemas de membranas funcionansegún el principio de la ultrafiltracióncon el procedimiento cross-flow (cor-rientes cruzadas). El condensado prefilt-rado atraviesa unas membranas. Unaparte del líquido las atraviesa y sale delaparato con las características necesa-rias para su eliminación por la canaliza-

ción. El segundo tipo de aparatos fun-ciona con un agente separador pulveri-zado. Éste encapsula las partículas deaceite y forma con ellas copos fácilmen-te filtrables. Usando filtros con la porosi-dad correcta, será posible eliminar estoscopos. El agua sobrante puede eliminar-se por la canalización.

c) para condensado de compresoreslibres de aceiteEl condensado de los compresores libresde aceite debe tratarse por procedimien-tos químicos de separación. Por ejem-plo, por neutralización del pH añadiendosustancias alcalinas, o ligando y con-centrando las partículas de metalespesados en la torta del filtro, que luegose eliminará como un residuo peligroso.Este procedimiento es el más complica-do. Deben solicitarse las autorizacionesespeciales correspondientes, no sólopara el aceite contenido en el condensa-do, sino también para sustancias dañi-nas aspiradas del ambiente y concentra-das después de la compresión. Estasúltimas pueden suponer una contamina-ción grave del condensado.

1. ¿Por qué es necesario tratar el condensado?Los usuarios cuyo condensado llegue ala canalización sin tratar se arriesgan apagar multas elevadas, ya que el con-densado resultante de comprimir aire esuna mezcla no exenta de peligro. Elcondensado puede contener, además departículas de polvo, dióxido de azufre,cobre, plomo, hierro y otras sustanciasdebido a la contaminación del aire queaspira el compresor. En Alemania, ladirectiva que regula la eliminación decondensados es la llamada Ley deGestión de Aguas. Esta ley prescribe quelas aguas que contengan contaminantesdeberán tratarse con arreglo "a las reglastécnicas reconocidas". Esto afecta acualquier tipo de condensado, tambiénal que producen los compresores libresde aceite. Existen límites legales paratodas las sustancias dañinas y sus pH.En Alemania varían según el estadofederal y la rama de la industria de laque se trate.

En el caso de los hidrocarburos, porejemplo, el valor límite es de 20 mg/l; elpH admisible del condensado oscilaentre 6 y 9.

2. Composición y características delcondensado

a) DispersiónEl condensado del aire comprimidopuede presentar características diferen-tes. Generalmente, las dispersiones seforman en compresores de tornillo refri-gerados con aceites sintéticos como"Sigma Fluid Plus". Normal-mente, este condensado pre-senta un nivel pH de entre 6 y9, de manera que puede con-siderarse neutro. Las impu-rezas del ambiente se deposi-tan en una capa de aceite queflota sobre el agua y que esfácil de separar.

b) EmulsiónLas emulsiones se reconocenporque son líquidos de aspec-to lácteo que no se separanen dos fases ni siquiera trans-curridos varios días. (ver ilustración derecha, 1). Estaforma de condensado sueledarse en compresores depistón, de tornillo y multicelu-lares que funcionan con acei-tes convencionales. Y tam-bién en estos casos se pueden encontrarsustancias dañinas en el aceite. Al tra-tarse de mezclas estables, en el caso delas emulsiones no se pueden separaraceite y agua ni las impurezas aspira-

La formación de condensadoes inevitable cuando se pro-duce aire comprimido (vercap. 3 y 4). La palabra "con-densado" puede confundir-nos, haciéndonos pensar que

se trata tan sólo de vapor deagua condensado. ¡Pero ten-ga cuidado! Los compresoresfuncionan como una aspira-dora gigante: junto con el aireatmosférico, comprime tam-bién impurezas, que pasan aformar parte del condensadode manera concentrada.

5.Tratamiento económicoy seguro del condensado


Los sseparadores dde mmembranas sse uusansobre ttodo ppara eel ttratamiento dde eemulsionesestables dde ccondensado

1 2 3

Todos llos ccompresores aaspiran ddel aambientevapor dde aagua ee iimpurezas. El ccondensadoque sse vva fformando ddebe llimpiarse dde aaceitey ootras ssustancias ccontaminantes ((2) aantesde eevacuarse ppor lla ccanalización ccomo aaguapura ((3).

Los sseparadores ppor ggra-vedad ccomo eel AAquamattratan llas ddispersiones ddecondensado dde mmaneraaltamente eeficaz yy eeconó-mica.

de carga base, carga media, carga puntao compresor stand by.

a) Carga baseEntendemos por carga base la cantidadde aire que necesita el sistema demanera constante.

b) Carga puntaEs el aire comprimido que se necesita enmomentos concretos de consumo punta.Es variable, ya que la demanda de losdistintos consumidores es diferente.Para responder convenientemente aestas cargas, será necesario equipar loscompresores con distintos controlado-res. Estos controladores deben ser capa-ces de mantener el funcionamiento de lainstalación y la producción de aire com-primido incluso si falla el sistema supe-rior de mando.

3. Sistema superior de mandoLos sistemas superiores de mando sonsistemas que coordinan el funciona-miento de una estación de aire compri-mido y van conectando unas máquinas ydesconectando otras según la demamdade aire.

a) Splitting (repartición de la carga)El splitting consiste en repartir los com-presores de potencias iguales o pareci-das o según su tipo de control paraadaptarlos a las cargas base y punta deuna empresa.

b) Funciones de un sistema superior demandoLa coordinación del funcionamiento detodos los compresores es una tarea

ardua y difícil. Los sistemas superioresde mando deben tener capacidad paraconectar compresores de tipos y dimen-siones distintas en el momento adecua-do y para vigilar las unidades en todoslos puntos referentes a mantenimientotécnico, igualar las horas de funciona-miento de los compresores y registraraverías con el fin de minimizar los costesde mantenimiento de la estación de airey mejorar su seguridad de servicio.

c) Graduación correctaLa graduación correcta de los compreso-res es condición indispensable para con-seguir que el sistema superior de mandofuncione de manera eficaz, es decir,ahorrando energía. Por ejemplo, la sumade los caudales de las unidades de cargapunta debe ser mayor que el caudal delsiguiente compresor de carga base. Si seutiliza un compresor para carga basecon convertidor de frecuencia, su campode regulación deberá ser mayor que elcaudal de la unidad que se conectaría acontinuación. De otra manera no podrágarantizarse una producción económicade aire comprimido.

d) Transmisión segura de datosOtra condición importante para su buenfuncionamiento es la transmisión segurade los datos de servicio. Para ello no

bastará con que se transmitan los datospertinentes dentro de cada uno de loscompresores, sino que deberá intercam-biarse información entre las unidades yentre ellas y el sistema superior demando. La vía de transmisión de las se-ñales necesita igualmente vigilancia paraque posibles problemas, como por ejem-plo la rotura de un cable de conexión, sedetecten y se resuelvan de inmediato. Estas vías de transmisión suelen ser lassiguientes: 1. contactos libres de potencial2. señales analógicas de 4 – 20 mA 3. interfaces electrónicas, por ejemplo

RS 232, RS 485 o Profibus DP.La más moderna es la técnica de trans-misión Profibus. Gracias a ella es posi-ble transmitir grandes cantidades dedatos en poco tiempo y a grandesdistancias (ver imagen inferior). Estascaracterísticas permiten instalar el siste-ma de mando en un lugar alejado de laestación de compresores propiamentedicha.

1. Controlador interno del compresor

a) Regulación plena carga / marcha envacíoLa mayoría de los compresores llevan unmotor asíncrono de corriente trifásica.La frecuencia de conmutación de estosmotores disminuye conforme aumentasu potencia. Por lo tanto, no será fácilque la frecuencia de conmutación nece-saria en cada caso se ajuste a la

demanda real de aire si los compresorestienen una pequeña frecuencia de con-mutación y se conectan y desconectan amenudo para adaptarse al consumo.Con estos ciclos de conexión y descone-xión se descargan las partes del com-presor que soportan presión pero elmotor continúa un tiempo en marcha.La energía que consume será energíaperdida. En compresores que funcionancon este sistema, el con-sumo energéti-co en las fases de marcha en vacío siguesiendo un 20% de la energía que absor-ben durante las fases de plena carga.

b) Convertidores de frecuenciaLos compresores cuya velocidad de giroestá controlada por un convertidor defrecuencia no presentan un grado derendimiento constante en todo su campode regulación. Por ejemplo, este rendi-miento se reduce de un 94% a un 86%en un motor de 90 kW en el campocomprendido entre el 30% y el 90%.Además, el convertidor produce ciertaspérdidas, sumadas a las que puede pro-vocar una razón de rendimiento no li-neal de los compresores. Por tanto, lossistemas con convertidor de frecuenciautilizados incorrectamente pueden resul-tar unos devoradores de energía sin queel usuario se percate de ello. Y es que unvariador de velocidad no es siempre lasolución ideal para ahorrar parte de laenergía consumida por los compresores.

2. Clasificación según la demanda de airePor regla general, es posible clasificarlos compresores por funciones, teniendoen cuenta si funcionan como compresor

A pesar de todas sus venta-jas, el aire comprimido es unmedio energético relativa-mente caro. Por lo tanto, ladivisa debe ser reducir loscostes en todos los puntosposibles. Una razón por la

cual los costes se elevan enmuchos casos de aplicaciónes que el caudal del compre-sor no está bien ajustado auna demanda oscilante deaire. Muchos compresoresregistran en su servicio unacarga de solamente un 50%.Y es que muchos usuarios disponen de un contador dehoras de servicio, pero no deun contador de horas de fun-cionamiento a plena carga.La solución es un sistema decontrol adaptado a las nece-sidades: Si se alcanzan nive-les de carga de los compre-sores de un 90 % o más,será posible ahorrar más deun 20% de energía.

6. Regulación eficaz decompresores


Regulación DUALRegulación intermitente marcha en vacío / parada diferida

Regulación DUAL PCPresión constante (PC), regulación continua delcaudal con regulador proporcional

Regulación QuadroRegulación intermitente marcha en vacío / para-da diferida con selección autónoma del modo defuncionamiento óptimo

SFC (CF)Conversión de frecuencia: regulación continua del caudal a través de la velocidad degiro del motor

El ccontrolador iinterno ""Sigma CControl" KKAESER llleva iintegrados ccuatro mmodos dde rregulación ppara ssu cconfiguración

La ttécnica PProfibus ppermite uuna ttransmisiónrápida dde ddatos ddesde lla eestación dde ccompre-sores aal ssistema ssuperior dde mmando

bar, mientras que la diferencia entre losdos puntos de conmutación de cada unode ellos será de 0,3 bar. Para cuatrocompresores, que es el máximo reco-mendado para este tipo de regulación,resulta normalmente una presióndiferencial mínima de conmutación de -1,4 bar.

a) Regulación en cascada conconmutador electrónico de presiónEl uso de transductores de presión

electrónicos permitereducir las diferenciasentre los puntos de con-mutación de los com-presores hasta 0,2 bar,así como reducir las dis-tancias entre los puntosde conmutación de losdistintos compresores. Loideal es conseguir unapresión diferencial de 0,7bar. Como mencioná-bamos antes, no con-viene conectar más de

cuatro compresores a un sistema decontrol en cascada. En caso contrario,existe el peligro de que el consumoenergético y las pérdidas por fugas sedisparen debido a la gran oscilación depresión.

2. Regulación por gama de presiónEl sistema de coordinación másmoderno para varios compresores es,sin lugar a dudas, la regulación porgama de presión, sobre todo si se buscala eficacia energética. Con la ayuda deuna gama de presión única se coordinantantos compresores como sea necesario

(ilustración 1). Para su funcionamiento,es imprescindible instalar un controladormixto por microprocesador (MVS) o,mejor aún, un PC industrial coninteligencia de control. Dentro de laregulación por banda de presión puedehacerse otra clasificación más.

a) Control vectorialLa regulación vectorial registra la subidao bajada de presión entre los puntosmínimo y máximo preajustados y calculasobre esa base el consumo de aire com-primido. Los compresores se regulan portanto retrospectivamente sobre estabase de consumo (ilustración 2). Ensistemas con oscilaciones de consumode aire es posible que se produzcan

vibraciones de las conducciones de aireque harán necesario tomar medidas deamortiguación. El buen ajuste de loscompresores entre sí es de capitalimportancia. Normalmente, con estesistema no se puede reducir la presióndiferencial de conmutanción por debajode 0,5 bar, ya que se mide en el margencomprendido entre las presiones mínimay máxima.

b) Regulación por gama de presión conreconocimiento de tendenciaEs más eficaz que la regulaciónvectorial, puesto que permite alcanzarpresiones diferenciales de conmutaciónde sólo 0,2 bar, que es la presióndiferencial más baja que se ofreceactualmente en la técnica de aire com-primido. El sistema con reconocimientode tendencia no se basa en el cálculo de

la caída o bajada de la presión en unperiodo de tiempo concreto, sino queobserva el consumo en el sistema deaire comprimido tras la conexión de uncompresor y obtiene información paralas conexiones siguientes (ilustración 3).La exactitud del análisis de la tendencia

es de 0,01 hasta 0,03bar, con lo cual el con-trolador es capaz decoordinar incluso siste-mas de aire comprimidocon grandes oscilacionesde consumo con unapresión diferencial deconmutación mínima. Esposible conectar entre sí

y regular hasta 16 compresores en unmargen de presión de solamente 0,2bar. La gama de presión quedaasegurada con la llamada banda deurgencia, de manera que la producciónde aire comprimido está garantizada entodo momento. Estos sistemas demando pueden ayudar notablemente aahorrar energía en sistemas de aire com-primido, ya que reduciendo la presión delsistema en 0,1 bar se consigue ahorrarun 1% de energía.

c) Regulación según carga puntaLa regulación por gama de presión conreconocimiento de tendencia agrupa loscompresores según sus potencias. Escapaz, por tanto, de repartirhomogéneamente la carga entre ellos yde conectar en cada momento el com-presor más adecuado (ilustración 4). El buen reparto de la carga (splitting) es

condición indispensable para estesistema. Entendemos por splitting ladivisión de los compresores, depotencias iguales o distintas, depen-diendo de si funcionan en carga base oen carga punta (ver cap. 6 "Regulacióneficaz de compresores", pág. 14)

Esta es actualmente lamanera más eficaz deregulación, pero exige latransmisión y gestión degrandes cantidades dedatos. Sólo con un PCindustrial inteligente,como el "Sigma AirManager" (SAM) ofrecidopor KAESER, es posiblehacer frente a esta tarea.

Los PCs industriales pueden conectarsea otros sistemas de mando, llevan acabo una regulación eficaz y, además,

pueden realizar la tarea de un servidorde red con páginas HTML programadas. Con este sistema es posible registrar losdatos de servicio de los compresores, lacarga y el rendimiento de la estacióncompleta, visualizar los datos de manerainteligible, valorarlos y reaccionar enbase a los mismos (para "Sigma AirManager", ver también pág. 27).

1. Regulación en cascadaEste es el tipo de regulación con-vencional. Con este sistema se asigna acada compresor un punto inferior ysuperior de conmutación. En caso decoordinarse varios compresores, sedibujará un sistema de control parecidoa una escalera o una cascada. Si la

demanda de aire es baja, se conectarásolamente un compresor, y la presiónoscilará entre la presión mínima (pmín)y máxima (pmáx) de dicho compresor,disminuyendo la presión cuando lademanda de aire suba y se conectenvarios compresores al mismo tiempo(ilustración 1). El resultado no es elidóneo, ya que si el consumo de aire esbajo, la presión será la máxima, lo cualhace aumentar el consumo y las pér-didas por fugas; por el contrario, si el

consumo es alto, la presión del sistemabajará y se reducirán las reservas.

a) Regulación en cascada con presostato de membranaSi se utiliza la regulación en cascada conpresostato o con un manómetro decontacto, la presión diferencial mínimade conmutación para cada compresorhabrá de ser por regla general de 0,5

Las estaciones de aire com-primido están formadas nor-malmente por varios com-p r e s o r e s i g u a l e s o d etamaños diferentes. Paracontrolar todas estas máqui-nas es preciso contar con un

sistema superior de mando.Antes, su función era mássencilla: se trataba sobre to-do de ir alternando el serviciode compresores de igualesdimensiones en carga base yde repartir equitativamentee l t i e m p o d e m a r c h a . Actualmente, su tarea se hacomplicado de manera nota-ble: Ahora el objet ivo esadaptar la producción de airecomprimido a las necesida-des del cliente, alcanzando almismo tiempo la máxima efi-cacia energética. En principio existen dos tipos diferentesde sistemas superiores demando: la regulación en cascada y la regulación porgama de presión.

7. Regulación por gama de presión: Regulación óptima de compresores adaptada a las necesidades del usuario.


Ilustración 11: DDiferencias een llas ooscilacionesde ppresión yy een eel aahorro dde ppresión eenregulaciones een ccascada ((con rreparticiónhomogénea dde lla ccarga) yy rregulaciones pporbanda dde ppresión ((SAM oo VVESIS)

Ilustración 22: RRegulación vvectorial

Ilustración 44: MMejor rreparto dde lla ccarga eentrelos ccompresores ggracias aa uun ssplitting óóptimoy lla eeficaz ccoordinación dde llas uunidades

Ilustración 33: RRegulaciónpor ggama dde ppresión cconreconocimiento dde ttendencia ((arriba)

ComparaciónRReegguullaacciióónn eenn ccaassccaaddaa // rreegguullaa-cciióónn ppoorr ggaammaa ddee pprreessiióónn

(Regulación por banda de presión)

bién para otros fines, como por ejemplopara procesos de secado, cortinas decalefacción en entradas abiertas de edifi-cios o para precalentar aire de combus-tión. Si no se necesita el calor, una esco-tilla manual o automática desviará la tra-yectoria del aire caliente hacia el exterior.Un cierre regulado termostáticamentepermite dosificar el aire caliente demanera exacta para que la temperaturadeseada se mantenga constante. Conesta variante se aprovecha el 94 % de lapotencia eléctrica absorbida por el com-presor de tornillo. Además, merece lapena incluso para compresores peque-ños, ya que una unidad de 18,5 kW pro-duce calor suficiente como para calentarsin problemas una casa unifamiliar.

b) Calefacción por aguaInstalando un intercambiador de calor(ilustración 2) en el circuito de fluido,tanto en compresores de tornillo refrige-rados por aire como por agua, es posibleproducir agua caliente para fines diver-sos. Lo ideal es instalar un intercambia-dor de calor de placas o uno a prueba deaverías, y el agua caliente podrá utilizar-se, por ejemplo, para circuitos de cale-facción, duchas del personal o procesosde limpieza de la producción. Estos

intercambiadores permiten calentar elagua hasta una temperatura máxima de70 °C. Los gastos que supone esta va-riante de calefacción se amortizan paraunidades a partir de 18,5 kW transcurridos dos años. Para ello, sinembargo, la planificación del sistemadebe ser correcta.

4. Aspectos de seguridadEn condiciones normales no deberá uti-lizarse el sistema primario de refrigera-

ción del compresor como sistema derecuperación del calor, ya que si se pro-duce una avería en el sistema de recu-peración del calor, la refrigeración delcompresor también dejaría de funcionar,y esto supondría la parada de todo elsistema. Por eso es recomendable insta-lar siempre intercambiadores de caloradicionales en el compresor para larecuperación del calor. De este modo, elcompresor podrá seguir funcionando conseguridad en caso de una avería: Si elintercambiador de calor del sistema derecuperación del calor dejara de funcio-nar, el compresor puede pasar a utilizarel sistema de refigeración primario poraire o agua. Esto garantiza la seguridaden la producción de aire comprimido.

5. Conclusión La recuperación del calor es una opciónatractiva y ecológica para mejorar el ren-dimiento energético de un sistema deaire comprimido. El gasto que supone esrelativamente pequeño. El alcance de lainversión depende de las condiciones dellugar donde se instale, del campo deaplicación y del sistema de recuperacióndel calor que se elija.

1. Los compresores generan calorAunque a los profanos les parezca in-creíble, es un hecho que el 100 % de laenergía absorbida por un compresor seconvierte en calor. El aire se carga depotencial energético a través de la com-presión. Esa energía es aprovechable porla relajación a presión atmosférica, elenfriamiento y la derivación del calor alambiente.

2. Hasta un 94% de energía aprove-chableEl 72 % de la energía absorbida pasa enforma de calor al medio refrigerante, un13% se transmite al aire comprimido enla misma forma y hasta un 9% son laspérdidas del motor eléctrico. En el casode motores encapsulados refrigeradospor aceite es posible recuperar incluso elcalor de estas pérdidas por medio deuna refrigeración adecuada. Hasta un94% de la energía que consume el com-presor puede recuperarse, por tanto, enforma de calor. Solamente el 2 % de laenergía se pierde por irradiación al exte-rior, y un 4% permanece en el aire com-primido (ver diagrama de flujo térmico,pág. 19).

3. Cómo aprovechar el calorLos usuarios que deseen una producciónde aire comprimido aún más económicapueden elegir una de las variantessiguientes para la recuperación delcalor:

a) Calefacción por aireLa opción más sencilla consiste en apro-vechar directamente para calefacción elaire caliente que sale del sistema de refri-geración del compresor, y es factible tantoen máquinas refrigeradas por aire comopor fluido. El calor derivado se conducepor un sistema de canales hasta lasestancias que se se quiera dotar de cale-facción (ilustración 1). Naturalmente,este aire caliente puede utilizarse tam-

Observando el aumento deprecio de todas las formasde energía, queda claro queel ahorro energético no es yasólo una cuestión ecológica,sino también un factor eco-nómico importantísimo. En

este sentido, los fabricantesde compresores ofrecen distintas posibilidades, comopor ejemplo, sistemas parala recuperación del calor quegeneran los compresores detornillo.

8. Ahorro energéticogracias a la recuperación del calor


Ilustración 11: SSistema dde rrecuperación ddel ccalor ccon pproducción dde aaire ccaliente, ccon ccanal ddesalida aal eexterior yy eescotilla dde ccierre

Salida dde aaireal eexterior(verano)

Entrada ddeaire dde calefacción(invierno)

Diagrama dde fflujo dde ccalor Consumo total de energía eléctrica 100%

Irradiación decalor del com-presor al am-biente 2%

Calor que con-serva el airecomprimido4%

Calor aprovechable para surecuperación 94%

Calor irradiado porel motor de accio-namiento(absorbido por elaire de refrigeraci-ón) 9%

Calor recuperablepor enfriamientodel fluido de refri-geración(refrigerador de fluido) 72%

Calor recuperablepor enfriamientodel aire comprimido(refrigerador final)13%

Ilustración 22: SSistema dde rrecuperación ddel ccalor con pproducción dde aagua ccaliente - eel iintercambiador dde ccalor ccalienta eel aagua hhasta ++70 °°C

Intercambiador dde ccalor dde pplacas

Circuito dde ffluido dde rrefrigeracióndel ccompresor

Circuito dde aaguade uuso iindustrial

ción, peligro de congelación de conduc-ciones mal aisladas en invierno, fuertescaídas de presión por las grandes distan-cias que cubren las tuberías.

a) Dimensionado correcto de la redSiempre es necesario realizar cálculospara dimensionar una red de aire com-primido. La base para dichos cálculosha de ser una bajada de presión de 1bar entre el compresor y los consumido-res, incluida la diferencia de conmuta-ción del compresor y del tratamientoestándar del aire (secado).

Debe contarse con las siguientes pérdi-das (ilustración pág. sig.):Red central 0,03 barRed de distribución 0,03 barConexiones 0,04 barSecador 0,20 barUnidad y tubería de trat. 0,50 bartotal máx. 0,80 bar

Esta lista demuestra lo importante quees calcular las pérdidas en cada uno delos tramos. A estos efectos deben tener-se en cuenta igualmente ciertos compo-nentes de la red, como por ejemplo lasválvulas de cierre. Por lo tanto, no basta-rá con introducir en nuestras fórmulasde cálculo los metros de conduccionesrectas, sino que habrá que determinarmás bien la longitud de las mismasteniendo en cuenta su capacidad deflujo. Normalmente, al comenzar con laplanificación no se sabe con exactitudcuántos de estos componentes formaránparte de la red. De modo que, parahacer una estimación de la longitud delas tuberías para nuestros fines, habrá

que multiplicar la longitud de las con-ducciones rectas por el factor 1,6. Sudiámetro se puede determinar fácilmen-te basándose en los diagramas habi-tuales de diseño (ilustración inferiorderecha).

b) Ahorro energético con las conducciones correctasPara ahorrar energía, instalaremos tube-rías lo más rectas posible. Por ejemplo,podemos evitar los codos para esquivarpilares o columnas haciendo pasar latubería en línea recta al lado de dichosobstáculos. Los codos de 90° provocangrandes pérdidas de presión, por lo queserá recomendable sustituirlos con arcos

de un ángulo más amplio. En lugar delos grifos de cierre habituales, será con-veniente instalar llaves de bola o válvu-las de lengüeta con apertura total. En laszonas húmedas de una estación moder-na de aire comprimido, las conexionesque partan de la red principal deberánderivarse hacia arriba o lateralmente. Laconducción principal misma deberátener una inclinación del 2 por mil, y ensu punto más bajo será necesario insta-lar un aparato de separación de conden-sados. En el sector seco, por el contra-rio, las conducciones pueden ser hori-zontales, y las derivaciones pueden diri-girse hacia abajo sin que esto suponganingún tipo de problema.

c) ¿Cuál es el material más indicado para las tuberías?No es fácil dar un consejo definitivo conrespecto a los materiales. Ni siquiera elprecio de compra puede erigirse comoargumento único: Las tuberías galvani-zadas, las de cobre y las de plástico tie-nen precios similares si se suman losmateriales y la instalación. Las tuberíasde acero inoxidable cuestan aprox. un20% más. Sin embargo, existen méto-dos de mecanización muy eficaces quehan conseguido rebajar los precios. Muchos fabricantes ofrecen tablas en lasque se detallan las condiciones óptimaspara cada material. Conviene pues estu-diar dichas tablas antes de tomar cual-quier decisión y tener en cuenta la cargaque habrán de soportar durante el servi-cio futuro las tuberías para hacerse unaidea de las necesidades. Esa será laúnica manera de realizar la elección co-rrecta.

d) Importante: la conexión correcta de las tuberíasLos tramos de tubería deben soldarse oatornillarse y pegarse. Aunque esto difi-culte su separación posterior, este tipode uniones reducirán al mínimo el peli-gro de fugas.

1. Producción económica de aire comprimidoTeniendo en cuenta todos los gastos deenergía, refrigerantes, mantenimiento yla depreciación del compresor, un metrocúbico de aire puede costar entre 0,5 y2,5 céntimos de euro, dependiendo delmodelo, la carga y el estado de mante-nimiento del compresor. Por esta razón,muchas empresas dan gran importanciaa una producción económica del airecomprimido. Y este es justamente elmotivo por el cual los compresores detornillo refrigerados por aceite tienenéxito: con estas máquinas puede aho-rrarse hasta un 20% de los costes quegeneraba antes la producción de airecomprimido.

2. La influencia del tratamientoen la red de aireSin embargo, al tratamiento del aire sele suele dar menor importancia. Estehecho es lamentable, ya que los con-sumidores de aire comprimido y la redde distribución provocarán menos costesde mantenimiento si el tratamiento delaire es correcto.

a) Los secadores frigoríficos reducen la necesidad de mantenimientoLos secadores frigoríficos son adecuadospara secar el aire comprimido en un80% de los casos. Con ellos se evitanlas pérdidas de presión provocadas porla instalación de filtros en la red y seconsume solamente un 3 % de la ener-gía que el compresor usaría para com-pensar las pérdidas de presión causadaspor dichos filtros. Además se ahorra encostes de mantenimiento y reparaciónde las conducciones y herramientas neu-máticas una suma hasta 9 veces supe-rior a la que se gasta en los mediosnecesarios para la refrigeración.

b) Unidades combinadas para ahorrarespacioCombinaciones formadas por un com-presor de tornillo, secador frigorífico ydepósito de aire comprimido (ilustracióninferior derecha) o de compresor de tor-nillo y secador en forma de torreson una solución ideal paraempresas pequeñas y para laproducción descentralizada deaire comprimido.

3. Planificación e instalación de una red de aire comprimidoLo primero que se debe decidires si se desea una producción deaire comprimido central o des-centralizada. Para empresaspequeñas y medianas suele serrecomendable una estación cen-tral, ya que en ellas no se dan losproblemas que suelen darse en lasgrandes redes de aire comprimido,a saber: altos gastos de instala-

El aire comprimido es un me-dio energético muy versátil yflexible, pero no precisamen-te barato. Su uso se amortizatan sólo si la producción, eltratamiento y la distribuciónestán perfectamente ajusta-

dos entre sí. Para ello sonnecesarias una planificacióne instalación correctas de laestación de compresores, asícomo el dimensionado justo yel buen diseño de la red deaire comprimido.

9. Cómo evitar pérdidas de airecomprimido (1)Nueva planificación de una red de aire comprimido


Longitud dde lla ttubería ((m) Demanda dde aaire

m3/h m3/min

Sección nnominal ((mm)

Presión del sistema (bar)

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sionamos este segundo anillo correcta-mente, además del efecto principal de-seado - reducción de las pérdidas de pre-sión, conseguiremos una mejor distribu-ción del aire comprimido. Otra posibili-dad de sanear redes en forma de anilloes instalar conducciones cruzadas (ilu-stración 2).

3. Localización y eliminación defugasLas medidas de saneamiento solamentealcanzarán resultados óptimos si se eli-minan también las fugas de la red deaire.

a) Determinación de las pérdidas totalespor fugasAntes de empezar a buscar los puntosno herméticos de las tuberías, habrá que

determinar el alcance total de las pérdi-das por fugas. Para ello existe un método relativamente sencillo con ayuda delcompresor: Primero habrá que desco-nectar todos los consumidores de aire ymedir los periodos de conexión del com-presor (ilustración 3).

Usaremos los resultados para calcularlas fugas según la fórmula siguiente:

Leyenda:VL = fugas (m³/min)VK = flujo volumétrico del compresor

(m³/min)Σx = t1 + t2 + t3 + t4 + t5

periodo en el que el compresorfunciona en carga (min)

T = tiempo total (min)

b) Cálculo de las fugas en los consumi-doresPara calcular las fugas en los consumi-dores, primero conectaremos todas lasherramientas, máquinas y aparatos neu-máticos y mediremos la suma de todaslas fugas (ilustración 4). Después, cerraremos las válvulas de cierre de lasconexiones y mediremos las fugas de lared de tuberías (ilustración 5). La diferencia entre ambas representarála fuga total en consumidores, su griferíay conexiones.

4. ¿Dónde suele encontrarse la mayoría de las fugas?La experiencia demuestra que aprox. un70% de las fugas se dan en los últimosmetros, es decir, en los puntos de toma

de la red de aire. Estos puntos de fugapueden localizarse exactamente conagua jabonosa o sprays especiales. Las conducciones principales no suelenpresentar grandes fugas a no ser que setrate, por ejemplo, de una red húmedaen principio y que estaba equipada conjuntas viejas de cáñamo que se hayansecado por usar la red con posterioridadpara aire seco. Recomendamos usarultrasonidos para localizar las fugas enla red principal. Una vez que se hanmedido y eliminado las fugas y que lasección de las tuberías se ha adaptado alas necesidades del flujo, la red de airede aire comprimido podrá darse porsaneada.

1. Requisito básico: aire comprimidosecoAl planificar una red de aire comprimidonueva se pueden evitar muchos fallos y,con ellos, problemas futuros. Sin embar-go, el saneo de una red ya existentesuele presentar más dificultades. Se tra-tará de un caso especialmente compli-cado si se alimenta el sistema con airehúmedo. Antes de comenzar con elsaneamiento es imprescinbi-ble que exista una uni-dad central desecado.

2. ¿Qué hacer encaso de grandescaídas de presiónen la red?Si las caídas de pre-sión siguen siendograndes después dela instalación de apara-tos de tratamiento ade-cuados, la razón de las mismas serándepósitos en las tuberías. Estos depósi-tos se forman por impurezas que

arrastra el aire comprimido y que redu-cen la sección de las tuberías al mínimo.

a) Cambiar o limpiar con aire comprimidoSi los depósitos ya se han endurecido, lamayoría de las veces será necesariocambiar los tramos de tubería afectados.Sin embargo, es suficiente limpiar lastuberías soplando con aire comprimido ysecarlas a continuación si las impurezasno han llegado a reducir notablemente susección.

b) Instalación de tuberías suplementariasUna buena solución para tuberías que hayan perdido buena parte de su

sección por depósitos consiste en instalar tramos de tubería paralelosconectados a la primera. Si el estrecha-miento de las tuberías es extremo, esconveniente instalar un anillo completosuplementario (ilustración 1). Si dimen-

Año tras año, miles de euros sedisuelven en el aire, nuncamejor dicho. La razón es quelas redes de aire comprimidoviejas o mal mantenidas dispa-ran el consumo de energía delos sistemas neumáticos. Los

usuarios que quieran dar solu-ción a este problema deberánponerse manos a la obra. Acontinuación le ofrecemos unaserie de consejos para sanearlas conducciones de su red deaire comprimido.

10. Cómo evitar pérdidas de airecomprimido (2)Saneamiento de redes de aire comprimido


Ilustración 44

Medición dde ffugas een llosconsumidores

Ilustración 55

t1 t2 t3 t4

Ilustración 33: DDeterminación dde ffugas ppor mmedición dde llos pperiodos ddeconexión ddel ccompresor ccon cconsumidores ddesconectados

Ilustración 22: Ampliación dde lla ccapacidadde fflujo iinstalando ttuberíascruzadas

Ilustración 11: SSaneamiento dde uuna ttuberíade aaire ccomprimido iinstalando uun ssegundoanillo dde ddistribución

TTiempo

VK x Σ txT

VL =

Sobr

epre

sión

de

serv

icio

t5

comportamiento funcio-nal de los compresoresen la fase de carga par-cial y planificar un siste-ma superior de controladecuado (ilustración4).

d) Cambio en las condi-ciones de uso del airecomprimidoEn este caso deberequerirse igualmente elconsejo de un experto,ya que en muchas ocasiones se puedealcanzar un gran ahorroeligiendo la técnica detratamiento adecuada oajustando la presión correctamente.

consumo de energía y en el manteni-miento, y no en los costes de adquisi-ción de la estación.

22.. AAnnáálliissiiss ddee llaa ddeemmaannddaa ddee aaiirreeEl punto de partida del asesoramiento

por KESS es el análisis de la dem-anda actual y futura de aire.

Este análisis realizadopor KAESER,

conocido como ADA

(Análisis de laDemanda de Aire), debe

concentrarse, según los casos, en puntosdiferentes:a )

Planificación de una estación de airecomprimido nuevaA la hora de planificar una estaciónnueva de aire comprimido, el futuro usuario deberá rellenar un formularioespecial (ilustración 2).La información conseguida servirá a losexpertos de KAESER para calcular lademanda de aire comprimido y determi-nar el equipo necesario para cubrirla. Elformulario incluye todos los aspectosimportantes para la producción económi-ca y ecológica de aire comprimido.

b) Ampliación y modernizaciónAl contrario de lo que sucede en el casode una planificación inicial, en un pro-yecto de ampliación se cuenta connumerosos puntos de apoyo para adaptar la estación resultante a las necesidades reales. KAESERpone a disposición del clientelos procedimientos y aparatos de medición con los que calcular la demanda exactade aire en diferen-tes puntos de lainstalación enmomentosdistintos.

Es muy importante calcular no solamentelos valores medios, sino también los máxi-mos y los mínimos (ilustración 3).

c) Control de la eficacia de estaciones yaexistentesTambién en el caso de estaciones yainstaladas se recomienda comprobar devez en cuando, con ayuda de un sistemaasistido por ordenador, si los compresoressoportan la carga correcta, si los sistemassuperiores de control siguen estando pro-gramados adecuadamente y si las fugasde la instalación se encuentran dentro delos límites de tolerancia. ADA debe entraren acción también cuando quieran susti-tuirse compresores viejos por nuevos. De esta forma se pueden corregir las poten-cias de las unidades en el caso de que nosean correctas, mejorar el

La lista de usuarios de aire comprimidoabarca todas las ramas de la industria.Esto supone un auténtico reto a la horade conseguir el uso más eficaz del aireen cada una de las aplicaciones, con latécnica de producción y tratamiento correctas. La estación debe ser capaz encada caso de producir aire comprimidoen la cantidad y calidad necesarias y abuen precio.

1. El buen asesoramiento es determi-nante para el ahorroPara responder a todas estas exigencias,el sistema de aire comprimido tendráque estar perfectamente adaptado aluso, a su lugar de instalación y a lascondiciones ambientales. Debe estar for-mado por compresores, aparatos de tra-tamiento y conducciones de dimensio-nes correctas, contar con sistemas decontrol eficaces, una técnica de ventila-ción adecuada y un buen sistema de tra-tamiento de condensados y, a ser posi-ble, un sistema de recuperación delcalor. Esta es precisamente la idea en la

que se basa el Sistema de AhorroEnergético KAESER (KESS). Este siste-ma incluye el análisis de la demanda deaire, la planificación (ilustración 1), larealización del proyecto, la formaciónposterior y la atención alcliente.

Los puntos más importantesson la calidad del asesoramien-to y la elección correcta de loselementos técnicos, ya que elmayor potencial de ahorro seencuentra precisamente en el

Las estaciones de aire com-primido modernas son, en lamayoría de los casos, siste-mas complejos que sólo fun-cionarán de manera económi-ca si este hecho se tiene encuenta en la planificación,

ampliación y modernización.Para este fin, KAESER ofreceuna amplia oferta de serviciosque incluye componentesneumáticos y asesoramientojunto a las nuevas posibilida-des de la Técnica de la Infor-mación aplicadas a la técnicadel aire comprimido.

11. Planificación correcta de lasestaciones de aire comprimido(1)Análisis de la Demanda de Aire (ADA)


Ilustración 44: LLa ggráfica mmuestra lla ppotenciaabsorbida ppor lla iinstalación vvieja ((curvasuperior) yy ppor lla nnueva ((curva iinferior)

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Ilustración3: GGracias aa

diversos pprocedi-mientos yy aaparatos

de mmedición sse ppuedecalcular eel cconsumo dde

aire dde llos aaparatos eexi-stentes yy llas ppresiones

máxima yy mmínima.Basándose een eestas mmedi-

ciones sse ppuede ddiseñar dde mmanera óóptimala ffutura eestación dde aaire ccomprimido

Ilustración 22: EEl ffuturo uusuario rrecibe uunformulario eespecial qque sservirá ccomobase ppara lla pplanificación. EEl fformulariopuede ccargarse ddirectamente ddesde llapágina wweb dde KKAESER www.kaeser.com(apartado ""Services"/ "Planning andConsultation"/"Analysis")

Ilustración 11: CCon aayuda dde mmodernos ssiste-mas dde ddiseño 33-DD ppor oordenador sse ppuedenplanificar eestaciones dde aaire ccomprimidohasta eel úúltimo ddetalle yy aajustarlas aa llas nnece-sidades ddel uusuario

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Potencia esp. estación nuevaPotencia esp. estación vieja

Tiempo y máquinas en carga

2. Lo mejor es combinarEn la mayoría de los casos, la mejorsolución consiste en una combinaciónde compresores de potencias distintasque armonicen entre sí perfectamente.Por regla general se trata de compreso-res grandes que soportan la carga basey que están combinados con máquinasmás pequeñas que llevan la cargapunta. El sistema superior de control esel responsable de que se reparta equita-tivamente el consumo específico depotencia. Para tal fin, elegirá automáti-camente la combinación ideal de com-presores de carga base y carga punta encada momento - controlando un grupode hasta 16 compresores y dentro de unmargen de presión de solamente 0,2bar. Los sistemas de control inteligentes,como Vesis y el nuevo Sigma AirManager de KAESER cumplen estas fun-ciones. Estos sistemas de control

pueden intercambiar datos con los com-presores y otros componentes de la esta-ción, como purgadores de condensados,secadores, etc por medio de una cone-xión bus. Además, es posible conectar-los al sistema central de mando y trans-mitirle todos los datos disponibles.

3. Optimización constructivaLa planificación y la modernización deuna estación de compresores debenadaptarse al máximo a las condiciones deespacio. Los sistemas modernos de plani-ficación, como los que usa KAESER, sonde gran ayuda. No sólo facilitan planos y

esquemas TI (tuberías einstrumentación), sino queofrecen también diseños porordenador en 3 dimensionesy animaciones. Esto haceposible, por ejemplo, instalarla económica refrigeraciónpor aire incluso en casos deespacio muy limitado y ahor-rar así un 30%-40% decostes con respecto a unarefrigeración por agua. Otraventaja adicional es que sepueden detectar y eliminardeficiencias o causas de ave-ría desde la misma fase deplanificación, mejorándoseasí la estructura de la insta-lación (ilustración 2a - c).

4. Optimización del fun-cionamiento y el controlPara asegurar la economíadel suministro de aire com-primido a largo plazo debeconseguirse una buena rela-ción entre los costes y el ren-dimiento, en primer lugar, yprocurar la transparencianecesaria para un buen con-trol de la estación, en segun-do. La base para conseguirlo

viene dada por el sistema de controlinterno del compresor, Sigma Control, unPC industrial con cinco modos de controlprogramables y que permite registrardatos y transmitirlos a una red. El SigmaAir Manager, otro ordenador industrial,cumple sus mismas funciones, pero anivel de sistema superior de control (ilustración 3). Además del control adap-tado al uso y la vigilancia de la estación,su función consiste en registrar todos losdatos relevantes y enviarlos a una redinformática (ethernet). La transmisión dedatos puede tener lugar por un servidorde internet o por el software SigmaControl Center. El Sigma Air Managerofrece una visión general de todos loscompresores de la estación y de susdatos más importantes en el ordenadoren colaboración con el sistema de vi-sualización Sigma Air Control. Gracias aeste sistema es posible reconocer de unvistazo si la estación está funcionandosin problemas, si hay avisos de avería omantenimiento y cuál es la presión deservicio. El usuario puede decidir cuándetallada ha de ser la información.Puede consultar eventos de servicio, grá-ficas del consumo energético, la deman-da de aire y el nivel de presión, y fechaspara mantenimientos preventivos. Esteinstrumento de control contribuye a quela estación de aire comprimido sumi-nistre siempre la cantidad y calidad deaire necesarias a un coste óptimo.

El Sistema de Ahorro Energético KAESER (KESS) incluye entre otrascosas un cálculo de optimización porordenador, con el que se puede elegirrápidamente la variante más convenien-te para producir el aire comprimido decada usuario. La base para planificarestaciones nuevas es un formulariodetallado que el usuario rellena conayuda del experto en aire comprimido deKAESER y que tiene en cuenta el con-sumo futuro y sus oscilaciones previsi-bles. En el caso de una estación ya exi-stente, el sistema ADA (Análisis de laDemanda de Aire) facilita un informesobre su funcionamiento característico,base posterior para el mismo cálculo.

1. Cálculo por ordenador Para optimizar una estación ya existen-te, se introducen en el ordenador losdatos técnicos de los compresores quela forman y de las variantes que seríanposibles. El sistema KESS calcula enpoco tiempo la variante óptima y elahorro que se puede alcanzar. Al realizareste cálculo se considera no sólo elconsumo energético puntual con unademanda de aire concreta y unas pérdi-das determinadas, sino que se facilitaademás una visión exacta del consumode potencia de la instalación durantetodo su tiempo de servicio (ilustración1). De esta manera es posible reconocery reparar puntos débiles en las fases decarga parcial. El resultado es una clarainformación sobre el ahorro que sepuede conseguir y la amortización de lainstalación.

¿Un pozo sin fondo o unabuena hucha? La producciónde aire comprimido puedeser tanto lo primero como losegundo. La fórmula mágicaes la optimización del siste-ma. Con su ayuda podría

ahorrarse más de un 30% dela energía consumida en laindustria europea para laproducción de aire comprimi-do. La mayor parte de estoscos tes , de un 70% a un80%, es consecuencia direc-ta del consumo de energía. Yla energía no se va haciendocada vez más barata, sinotodo lo contrario, por lo quepara el usuario cada vez serámás importante contar conun concepto de producciónde aire comprimido que lepermita ahorrar energía.

12. Planificación correcta deestaciones de aire comprimido (2)Para una producción más económica de aire comprimido


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Ilustración 11: CComparación ddel cconsumo eenergético dde uuna eestación dde ccompresores yya eexisten-te ccon llas pposibles vvariantes een eel ccurso dde uun ddía yy ddependiendo dde lla ddemanda dde aaire

Ilustración 11: PPlano dde lla eestación dde ccompresores dde uunafábrica dde aautomóviles

Ilustración 22 bb: EEsquema TTI dde lla mmisma eestación

Ilustración 22 cc: AAnimaciones ttridimensionales ppor oordenador ppermiten rrealizar ppaseos vvirtua-les yy ccrear iimágenes rrealistas dde lla ffutura eestación ddesde lla mmisma ffase dde pplanificación

Ilustración 33: EEl nnuevo ssistema dde ccontrolSigma AAir MManager ppermite qque ttodos lloscomponentes dde lla eestación ffuncionen aarmó-nicamente, oofreciendo uuna mmayor ddisponibili-dad yy uun mmejor ccontrol dde lla pproducción ddeaire ccomprimido

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– caudal necesario – potencia consumida instalación existente – potencia consumida instalación nueva 1 – potencia consumida instalación nueva 2

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d) Tratamiento del aire comprimidoEn el caso del tratamiento del aire esimportante nombrar si este pro-cedimiento tendrá lugar de forma cen-tralizada o descentralizada y qué clasesde calidad se precisan. Naturalmente,vuelven a ser importantes también losdatos técnicos de los componentes. Undiagrama de flujo puede servir comoguía general (ilustración 2).

e) Control y vigilancia de la estaciónLa armonización de los compresoresentre sí y su rendimiento conjunto son losque más influyen en la economía de laestación de compresores, por lo que nopodrá faltar una descripción del sistemade control y vigilancia.

2. Entrevista usuario/especialista enaire comprimidoUna vez que se ha recopilado toda estainformación, deberá tener lugar una entre-vista previa con el especialista con el finde presentarle los datos y explicarlecuáles son los problemas que se tienencon la producción actual de aire. Porejemplo, un nivel de presión demasiadobajo u oscilante, mala calidad del aire,mal reparto de la carga entre los com-presores o problemas de refrigeración.

3. Visita del sistema de aire com-primidoUna visita al sistema suele aclararmuchas dudas. En este caso serecomienda empezar en la zona pro-blemática, es decir, aquella donde sepuedan dar, por ejemplo, grandes pér-didas de presión o una mala calidad delaire (ilustración 3). La experiencia

demuestra que esos puntos suelenencontrarse en las tomas finales de aire.Por eso, les recomendamos seguir elorden siguiente:

a) Mangueras de conexión, reguladoresde presión, separadores de agua Suelen ser las mangueras de conexiónde los consumidores las que presentanmás fugas. Por está razón, convendrácomprobar que se encuentran en buenestado y que no pierden aire. Si disponede reguladores de presión, deberá com-probarse su ajuste (presión de entrada y

de salida) en condiciones de carga (ilus-tración 4). Compruebe también elestado y la limpieza de los separadoresde condensados instalados antes de losreguladores. Haga lo mismo con lasconducciones de escape verticales consalida descendente (ilustración 5).

b) Dispositivos de cierreEl estado de las conducciones que salende la red principal influye tambiénde modo notable en la eficacia del siste-ma. Los dispositivos de cierre constitu-yen en este caso un elemento de peso.

De modo quehabrá que con-trolar si se trata,por ejemplo, dellaves de bolacon paso total,de válvulas decierre, griferíacomo las deagua o válvulasangulares.

c) Red principalEn esta red tendrán que buscarse losestrechamientos, responsables de lasbajadas de presión.

d) Sistema de tratamiento de aire com-primidoLos criterios de control más importantesen este caso son el punto de rocíoconseguido (sequedad del aire) y lapresión diferencial que se produce encada caso. Dependiendo del campo deaplicación, será pertinente proceder aotros controles de calidad.

e) Estación de compresoresLa estación de compresores propiamentedicha puede presentar también algunasdeficiencias. Deberán examinarse lacolocación de las máquinas, el sistemade ventilación, la refrigeración y eltrazado de las tuberías. Además, esconveniente comprobar la presióndiferencial total de los compresores, eltamaño de los depósitos de presión y elpunto de medida desde el cual se han deregular todos los compresores.

f) Determinación de los puntos demediciónTras la visita de inspección al sistema deaire comprimido existente, el especia-lista puede determinar junto con elusuario los puntos de medición de lademanda de aire. Habrá que medir almenos la presión antes y después de losaparatos de tratamiento, así como a lasalida de la red de aire comprimido.

4. Medición de la presión y de lademanda de aire (ADA)Para medir la presión y la demanda deaire se analizará el funcionamiento de laestación durante un mínimo de 10 díascon ayuda de los registradores de datosmás modernos. Estos registradoresgraban los datos más relevantes y lostransmiten a un PC, que confeccionaráun diagrama detallado de consumo. Enél es posible reconocer las caídas y lasoscilaciones de presión y consumo, lasmarchas en vacío de los compresores,los periodos de marcha en carga y lasparadas, así como el reparto de la cargaentre los compresores según suspotencias. Como complemento, duranteel análisis se lleva a cabo también unamedición de las fugas. Este proceso sedescribe en el capítulo 10 y exige uncierre selectivo de distintos sectores dela red durante un fin de semana.

La condición indispensable para realizareste análisis y lograr una optimizacióndel sistema es una buena y estrechacolaboración entre el usuario y el espe-cialista en aire comprimido. Esto significa, entre otras cosas, que elusuario habrá de poner a disposición delespecialista toda la información con laque cuente desde el principio.

1. Información del usuario a) Plano de distribuciónPara la orientación general es necesarioun plano de distribución de la empresa(ilustración 1). Debe incluir la redgeneral de distribución de aire com-primido, las conducciones de enlace ylos puntos de alimentación de la estaciónde compresores. Además, debenindicarse datos sobre el dimensionado delas tuberías y los materiales, así comosobre los puntos de mayor consumo y lastomas de aire que exigen condicionesespeciales de presión o de calidad.

b) Campo de aplicación del aire com-primidoDado que el aire comprimido es unmedio muy versátil, serán impres-cindibles datos sobre el campo en el quese va a utilizar. El usuario deberá prestarinformación de si el aire habrá deutilizarse como aire de control, o pararecubrimiento de superficies, herra-mientas rotatorias, para limpieza, comoaire de procesos, etc.

c) Compresores instaladosJunto a los modelos y tiposde compresores, deberánindicarse sus datos técnicos,como son la presión de ser-vicio, el caudal, la potenciaque consumen, el tipo derefrigeración y, en caso deque proceda, el modo deaprovechamiento del calorgenerado.

Actualmente, son pocas lasestaciones de compresoresque pueden presumir de una estructura de costes óptima.En la mayoría de los casossería conveniente llevar acabo urgentemente una opti-

mización del sistema. La ba-se para ello es un análisisdetallado de la demanda deaire, tal y como la ofrece elsistema ADA, que hemos des-crito ya en el capítulo 11, pág.24. En este capítulo preten-demos describir cómo se cal-cula la situación real de lademanda de aire en la prác-tica, paso a paso.

13. Planificación correcta de lasestaciones de aire comprimido (3)Análisis de la Demanda de Aire (ADA): cálculo de la situación real


Wasser im System?

Test durch Öffnen des KugelhahnesEntweicht Wasser nach dem Öffnen?

Ilustración 55: ¿¿Agua een eel ssistema? ((Test)

Ilustración 44: RRegulador dde ppresión ddescen-tralizado ccon sseparador dde aagua: uun aauténticoderrochador dde eenergía

Lageplan mit einzelnen Netzsträngen Ilustración 11: PPlano ddela rred pprincipal dde aairecomprimido dde uunaempresa

Ilustración 22: EEsquema TTI dde lla pproducción yy eeltratamiento dde aaire ccomprimido ((borrador aa mmano)

6,0 bar

P max 7,0 bar

6,1 bar

6,8 bar

Ilustración 33: CCaída dde ppresión een eel ssistema Plano con conducciones

Aire comprimidoRojo = conducción 3“Azul = conducción 2“Verde = conducción sueloMarrón = conducción 3/4“

Depósito de aire comprimido

Sala de compresores

Sala de compresores

¿Agua en el sistema?

Comprobación abriendogrifo de bola

¿Sale agua al abrir?

presores (ilustración 2). Para estamodalidad, será importante no quedarsecortos al dimensionar la abertura deentrada del aire (parte inferior derechaen ilustración): en caso contrario seproduciría una depresión demasiadoelevada en la sala, acompañada de fuertesruidos por la velocidad excesiva del aire.Además, perjudicaría la refrigeración de lasala. El sistema de refrigeración debe estardiseñado de manera que el aumento detemperatura causado por el calor irradiadopor los compresores no supere los 7 K, yaque de lo contrario podría producirse uncortocircuito térmico y los compresores separarían. Tampoco debemos olvidar queun ventilador externo supone un gastoadicional de energía.

3.2.2 Refrigeración con canal deescape (ilustración 3)Los compresores de tornillo modernos,compactos y totalmente encapsulados,ofrecen la posibilidad de aplicar unsistema de refrigeración ideal con la ayudade un canal de escape: El compresoraspira el aire de refrigeración por medio deuna abertura y expulsa después el airecaliente a través de un canal que loconduce directamente al exterior de la salade compresores. La ventaja decisiva deeste método radica en que es posiblecalentar mucho más la corriente deventilación, hasta unos 20 K apro-ximadamente, con lo cual se reduce lacantidad de aire de refrigeración nece-saria. Normalmente, los ventiladores ins-talados de serie en los compresores sonsuficientes para expulsar el aire, es decir,que al contrario de lo que sucede con unventilador externo, en este caso no seríanecesario un consumo adicional deenergía. Ahora bien, esto sólo será posiblesi no se sobrepasa la presión residual delos ventiladores. Además, el canal deescape deberá estar equipado con unaescotilla regulada por un termostato (ilus-tración 4) con el fin de evitar el enfria-miento excesivo de la sala en invierno. Sise instalan en la misma sala secadoresque también estén refrigerados por aire,habrá que procurar que la refrigeración deunos no influya negativamente en la de losotros. A temperaturas por encima de + 25°C es recomendable aumentar la corrientede aire de refrigeración con un ventiladoradicional regulado por termostato.

Por eso se recomienda no emplazar lasaberturas para la aspiración del aire enlugares castigados por el sol. Las dimen-siones de estas aberturas vendrán condicio-nadas por la potencia de los compresoresinstalados y por el tipo de ventilación.

2. Ventilación de la sala de compresoresUna ventilación adecuada de la sala decompresores es siempre necesaria, nosólo en el caso de los compresores refri-gerados por aire, sino también si son refri-gerados por agua. En ambos casosdeberá derivarse el calor generado en elinterior de los compresores y por losmotores eléctricos de accionamiento. Entotal, este calor corresponde a un 10% dela potencia de accionamiento absorbidapor el compresor.

3. Modos de refrigeración3.1 Refrigeración natural (ilustración 1)El aire de refrigeración es absorbido ycalentado por el compresor, a continua-ción sube y sale, ayudado por la sobre-presión, por una abertura de salida loca-lizada en la parte superior. Este tipo derefrigeración solamente es recomendableen algunos casos excepcionales y paracompresores de potencias por debajo de5,5 kW, ya que la irradiación solar o laincidencia del viento sobre la abertura desalida del aire pueden llevar a un malfuncionamiento de la refrigeración.

3.2 Refrigeración artificial Este método, practicado con frecuencia,está basado en una corriente de refrige-ración dirigida artificialmente. Deberácontarse con un control por termostatopara evitar temperaturas inferiores a +3 °Cen invierno. Las temperaturas demasiadobajas perjudican el funcionamiento de loscompresores, la purga y el tratamiento decondensados. El control por termostato esnecesario porque las salas de com-presores con ventilación artificial seencuentran a una cierta presión negativaque dificulta la salida del aire caliente alexterior. Existen dos modalidades derefrigeración artificial:

3.2.1 Refrigeración por ventilador externoConsiste en instalar un ventilador conregulación por termostato en la aberturade salida del aire, que aspirará hacia elexterior el aire calentado por los com-

ciones de servicio normales, el aire deaspiración y refrigeración deberán purifi-carse con filtros integrados en los com-presores.1.3 Clima moderadoLa temperatura ejerce también una graninfluencia sobre la fiabilidad y elmantenimiento de los compresores: elaire de aspiración y de refrigeración no

puede estar ni demasiado frío (menos de +3 °C)

ni demasiado caliente (más de +40 °C)*. Este

hecho deberá te-nerse en cuenta en laplanificación y en la construcción.Durante el verano, por ejemplo, puedesuceder que la zona sur y ocasio-nalmente la zona oeste de la fábricasufran recalentamientos temporales delaire por la irradiación solar. En estossectores pueden alcanzarse tem-peraturas de hasta +40 ó +45 °C,incluso en zonas de clima moderado.

El calor generado por los compresorespuede utilizarse para ahorrar energía. Con la ayuda de los sistemas adecuados,es posible recuperar en forma de calorhasta un 94% de la energíaabsorbida, lo cual reduce notablementelos costes de producción del aire com-primido (ver capítulo 8). Pero además, enlas instalaciones dotadas de un sistemapara la recuperación del calor deberáhaber un sistema de refrigeración decalidad, con el cual podremos ahorrar unbuen dinero: los costes de refrigeraciónpor aire pueden resultar hasta un 30%más bajos que los costes de refrigeraciónpor agua. Por tanto, será preferible unarefrigeración por aire siempre que exista laposibilidad de elegir.

1. El entorno de los compresores1.1 Un entorno limpio y seco es como unas en la manga En la Normativa (alemana) para laPrevención de Accidentes se indica: "Loscompresores deberán instalarse de maneraque sean suficientemente accesibles y quese garantice la refrigeración necesaria".Esta normativa informa de que la tem-peratura ambiente del lugar de instalaciónde compresores refrigerados por aire oaceite no debe superar los +40 °C.

Además, añade: "... en el espacio deaspiración de los compresores nodeberán liberarse sustancias peligrosas".Este tipo de normativas deben enten-derse como un mínimo exigible, ya quesu objetivo es reducir al mínimo el riesgode accidentes. Si nuestro objetivo es unservicio económico de los compresores yreducir la necesidad de mantenimiento,deberemos ir más lejos.

1.2 La sala de compresores no es untrasteroPara empezar, la sala de compresores nodebe convertirse en un trastero: Nodeberán almacenarse en ella enseres deotra índole, ni dejar que se acumulenpolvo u otras impurezas. El suelo deberáser resistente a la abrasión y, en casoideal, deberá poder limpiarse con agua.Si el aire de aspiración y de refrigeraciónproceden de un ambiente muy cargadode polvo, partículas de hollín o simi-lares, será imprescindible una filtraciónpreliminar intensiva. Incluso en condi-

Los compresores transfor-man el 100% de la energíaque absorben en calor. Uncompresor de 18,5 kW pro-duce durante su funciona-miento calor suficiente comopa ra ca l en ta r una casa

unifamiliar. Por esta razón, larefrigeración eficaz de lasestaciones de aire comprimi-do es imprescindible paragarantizar su buen funciona-miento.

14. Planificación ccorrecta ddeestaciones de aire comprimido (4)Refrigeración eficaz de la estación: refrigeración por aire


Ilustración 11: EEstación dde ccompresores cconrefrigeración nnatural: ppara uunidades ppordebajo dde 55,5 kkW

Ilustración 22: RRefrigeración aartificial ccon vventi-lador eexterno: ppara uunidades dde 55,5 aa 111 kkW

*): Los límites de temperatura indicados se refierena las condiciones climáticas de Centroeuropa y alequipamiento estándar de una estación de com-presores.

Ilustración 33: RRefrigeración aartificial cconcanal dde ssalida: ppara uunidades ddesde 111 kkW

Estación dde ccompresores ccon canal dde ssalida: lla vvariante mmás eeficaz de rrefrigeración

Ilustración 44: UUna eescotilla rregulada ppor termostato ccrea eel eequilibrio ttérmico

EEnnttrraaddaa ddeeaaiirreeppoorr eejjeemm-pplloo,, ddeellaallmmaaccéénn

EEnnttrraaddaa ddeeaaiirree ddeelleexxtteerriioorr

EEssccoottiillllaa ddee ssaalliiddaa

h

un PC industrial, informan con exactitudsobre los intervalos de mantenimientode los componentes de la estación, locual permite realizar los trabajos corres-pondientes adaptándose a las necesida-des y de manera preventiva. El resultadoson costes de mantenimiento más bajos,mayor economía y más seguridad en laproducción industrial.

2.2 Uso de herramientas neumáticasadecuadas El peligro de ahorrar en lo que no se debeno acecha solamente en la produccióndel aire comprimido, sino también en el

consumo. Por ejemplo, puededarse el caso de que se com-pren máquinas de pro-ducción a buen precio peroque funcionan con una pre-sión de servicio mayor. Elaumento de presión nece-sario o la ampliación delsistema de aire comprimidosupondrá en poco tiempo ungasto mayor que el sobre-precio que habría significadocomprar una máquina con

una presión de servicio menor. Por estarazón debería crearse una directiva parala compra de máquinas de producciónque tenga en cuenta no solamente laalimentación eléctrica, sino también lade aire comprimido.

2.3 Nuevas exigencias de producción2.3.1 Variación del consumo de airea) Modificación de la producción Las diferencias de consumo de aire entrelos distintos turnos de producción estánal orden del día. Con frecuencia no se da

a este factor la importancia que merece,y puede suceder que, después de unareforma, los compresores funcionen concarga insuficiente en un turno determi-nado mientras que en otro la demandasea tan grande que se agoten incluso lasreservas de seguridad. Por eso, la pro-ducción de aire comprimido debe adap-tarse a todas las modificaciones de laproducción.

b) Ampliación de la producciónEn caso de una ampliación, no sólodeberán aumentar las potencias de loscompresores, sino también la capacidadde las tuberías y de los aparatos detratamiento del aire. A la hora deampliar la capacidad de producción deuna fábrica realizando una reforma enun sistema ya existente, es recomen-dable medir y documentar el consumode aire real de la instalación (ilustración2) y recabar información lo másdetallada posible para poder adaptar laproducción de aire comprimido a lasnecesidades.

2.3.2 Seguridad en el suministroEs habitual equipar las estaciones deaire comprimido con un compresor dereserva. Sin embargo, en el tratamientosuele prescindirse de esta medida deseguridad, de modo que, cuando sube lademanda, el compresor de reserva entra

fugas con ayuda de medios modernos decontrol y monitorización, como el "SigmaAir Manager". Si se registra un aumentode las pérdidas de aire, deberánlocalizarse y repararse las fugas.

3. La gestión correcta de los costes es una garantía de ahorro Los datos analíticos recabados durantela planificación, una vez actualizados,son interesantes también para el servicioposterior. Pero no será necesario realizarmás adelante análisis adicionales pararecopilar datos. Sistemas como SigmaAir Manager hacen el trabajo por usted.Así se crea una base ideal para realizarauditorías de aire comprimido online, locual contribuye también a una mejorgestión de los costes (ilustración 5).

Cuantos más usuarios mejoren la trans-parencia de sus costes de aire com-primido, saquen provecho de supotencial de ahorro y den importancia alalto rendimiento energético al adquirirlos componentes de su estación de airecomprimido, más cerca estaremos dereducir el consumo energético en un 30%o más, con todas las consecuenciaspositivas que esto supone para las cuen-tas de las empresas y para el medioambiente.

en funcionamiento pero el tratamiento noda la talla, y la calidad del aire com-primido sufre las consecuencias. Por lo tanto, si se instala un compresorde reserva, será lógico instalar los apa-ratos de tratamiento correspondientes(secadores, filtros) (ilustración 3).

2.3.3 Cambios en la calidad del airePara aquellos casos en los que seprecise una mejora de la calidad delaire, la primera cuestión será si se tratade una mejora generalizada o solamentepara una parte del aire comprimido quese produce. En el primer caso no serásuficiente con cambiar o mejorar elequipo central de tratamiento del aire,sino que también habrá que limpiar lastuberías que hayan conducido hasta esemomento un aire con mayor contenidode impurezas. En el segundo caso esconveniente montar un sistema descen-tralizado de tratamiento que suministrela calidad deseada (ilustración 4). Paragarantizar dicha calidad deberá limitarseel volumen de aire de calidad superior.De lo contrario, la capacidad del sistemade tratamiento no será suficiente, ya queno estará diseñada para el caudal totalde los compresores.

2.4 Control de fugasEn todos los sistemas de aire com-primido se producen fugas, que tiendena crecer. Estos escapes pueden provocargrandes pérdidas de energía. La causaprincipal de las fugas es el desgaste delas herramientas, mangueras y demáscomponentes. Por eso es vital observarsi existen daños de este tipo en lainstalación y tomar las medidasnecesarias inmediatamente.

Además, es recomendablemedir con regularidadel alcance total de las

Buscar la máxima eficacia en la pro-ducción del aire comprimido vale lapena para el usuario por varios motivos:se mejora la seguridad del suministro yse reduce notablemente el consumo deenergía, y por tanto los costes de pro-ducción del aire comprimido. El poten-cial es enorme: Según el estudio "SAVEII" de la UE, los compresores europeosconsumieron en el año 2000 80 millar-dos de kWh, y al menos el 30% podríahaberse ahorrado.

1. ¿Qué se entiende por rendimiento óptimo?La economía de un sistema de aire com-primido se refleja directamente en loscostes. En cada caso, y dependiendo deltipo de industria y de la producción, elóptimo alcanzable será diferente. Los periodos de marcha de los com-presores, el nivel de presión y otros

parámetros comerciales son decisivos.Vemos aquí un ejemplo de sistema opti-mizado con una estación de compresoresrefrigerada por aire: tiempo de funciona-miento, 5 años, precio de la corrienteeléctrica, 0,08 €/kWh, tipo de interés,6%, sobrepresión de servicio, 7 bar,calidad del aire comprimido según laISO8573-1: aceite residual clase 1, polvoresidual clase 1, agua residual clase 4(ilustración 1). Este ejemplo demuestra,entre otras cosas, que incluso encondiciones óptimas el consumo energé-tico supone un 70% de los costes totalesde producción del aire comprimido.

2. Economía a largo plazoPara asegurarnos de que nuestra pro-ducción de aire comprimido va a seguirsiendo eficaz durante mucho tiempo,deberemos tener en cuenta algunospuntos importantes:

2.1 Mantenimiento adaptado a lasnecesidadesLos controladores internos modernoscomo "Sigma Control", y los sistemas degestión de aire comprimido, como"Sigma Air Manager", ambos basados en

De la página 20 hasta la 31hemos explicado cuáles sonlos puntos importantes a lahora de sanear o instalar unared de aire comprimido y có-mo se planifica una estacióneficaz. Pero con una planifi-

cación y construcción quetengan como meta el ahorroenergético y la reducción delos costes sólo habremos hecho la mitad del trabajo: siqueremos asegurar el ahorroen la producción de aire com-primido a largo plazo, tendre-mos que realizar ademásuna gest ión correcta del sistema.

15. Gestión correcta del sistemade aire comprimidoAsegure la fiabilidad y la optimización duradera de los costes


Ilustración 44: Estación ccon uunidades dde ttratamiento ppara ddos ccalidades ddiferentes dde aaire ccomprimido

Ilustración 55: CCon uuna ggestiónsistemática, eel uusuario ttendrálos ccostes dde aaire ccomprimidosiempre bbajo ccontrol

Ilustración 33: LLos ccompresoresde rreserva ddeben ccontartambién ccon uuna uunidad eextrade ttratamiento ppara ggarantizarla ccalidad ddel aaire

Ilustración 22: AAparato ppara mmedir eel cconsumode aaire ccomprimido. EEl fflujo vvolumétrico sseaverigua mmidiendo lla ppresión ddiferencial cconayuda dde uuna ttubería dde mmedición iinstaladaen lla cconducción dde aaire.

Ilustración 11: EEstructura dde llos ccostes dde uun ssistema de aaire ccomprimido ooptimizado

Reducción del consumo energético y de los costes

Compresores dde ttornillo ccon PPERFIL SIGMA Secadores ffrigoríficos dde aalto rrendimiento ccon rregulación SSECOTEC

Tratamiento dde aaire ccomprimido ((filtros, ppurgadores yy sseparadoresde ccondensados, ssecadores dde aadsorción, ssecadores dde ccarbón aactivo)

Sistemas dde ccontrol ccon ttecnología iinternet

Compresores mmóviles ppara oobras ccon PPERFIL SIGMASoplantes aa bbaja ppresión ccon PPERFIL OOMEGA

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RedacciónPublica: KAESER KOMPRESSOREN GmbH, Carl-Kaeser-Str. 26, 96450 Coburg, Alemania. Teléfono: +49 9561 640-0; Telefax: 09561 640-130e-mail: [email protected]. Internet: www.kaeser.comAutores: Michael Bahr, Erwin RuppeltLayout e ilustración: Philipp Schlosser, Ralf GüntherFotografía: Marcel HungerImpresión: Druckhaus Werner Hofmann GmbH, Am Roten Hügel 6, 96242 Sonnefeld (Alemania)

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