Producción y Tratamiento del Aire Comprimido en Sistemas Neumáticos

Producción y Tratamiento del Aire Comprimido

El aire que se utiliza en sistemas neumáticos procede del entorno donde está instalado el compresor. Este aire contiene impurezas como polvo, óxidos y agua, que deben ser eliminadas para evitar que afecten el funcionamiento de los componentes neumáticos. El tratamiento del aire comprimido se realiza mediante los siguientes elementos:

Compresores

Los compresores se encargan de elevar la presión del aire atmosférico. Los compresores alternativos de pistones son los más utilizados en sistemas neumáticos. Estos compresores funcionan con energía externa, generalmente electricidad o algún tipo de hidrocarburo. Existen dos tipos principales:

Compresor de pistón monofásico

En este tipo de compresor, el movimiento circular del eje del motor se transforma en un movimiento rectilíneo alternativo gracias a la biela y el cigüeñal. Dispone de una válvula de admisión y otra de escape. Al descender el pistón, la válvula de admisión se abre por la depresión creada, permitiendo la entrada de aire, mientras que la válvula de escape se cierra. Al ascender el pistón, la válvula de admisión se cierra y la de escape se abre, comprimiendo y expulsando el aire. La compresión del aire genera un aumento de temperatura, que puede llegar hasta los 180 grados centígrados.

Compresor de pistón bifásico

Este tipo de compresor comprime el aire en dos etapas. En la primera etapa, la presión del aire se eleva entre 3 y 8 bar, mientras que en la segunda etapa puede llegar hasta 25 bar. Debido a la mayor presión de compresión, la temperatura del aire aumenta considerablemente, por lo que se requiere un sistema de refrigeración para evitar daños en el compresor.

Refrigeradores

Los refrigeradores se utilizan para enfriar el aire comprimido, que sale caliente de la etapa de compresión, hasta una temperatura aproximada de 25 grados centígrados. Durante el proceso de enfriamiento, se condensa alrededor del 75% del agua presente en el aire, la cual se deposita en la parte inferior del refrigerador. Estos equipos constan de un conjunto de tubos por los que circula agua de refrigeración. El aire caliente circula en sentido contrario al agua, por el exterior de los tubos, enfriándose por contacto. En compresores de baja presión, se puede utilizar aire en lugar de agua para la refrigeración. Algunos refrigeradores simplemente utilizan aletas de refrigeración para disipar el calor.

Acumulador

El acumulador es un depósito que se instala después del refrigerador y su función principal es almacenar aire comprimido para suministrarlo cuando sea necesario. Los acumuladores suelen estar equipados con un presostato que controla el arranque y la parada del compresor, manteniendo la presión del depósito dentro de un rango determinado. También suelen disponer de manómetros y válvulas de seguridad.

Filtro

El filtro se encarga de eliminar las impurezas sólidas y líquidas que aún pueda contener el aire comprimido. El aire entra al filtro por la parte superior y es sometido a un movimiento centrífugo. Las partículas sólidas más pesadas y las gotas de agua son proyectadas contra las paredes del filtro y se depositan en la parte inferior. Posteriormente, el aire pasa a través de un elemento filtrante que retiene las partículas más finas. El aire que sale del filtro está libre de impurezas que puedan dañar los componentes neumáticos.

Regulador de presión

El regulador de presión mantiene la presión del aire de salida constante, independientemente de las variaciones de presión que se produzcan en la entrada. Este dispositivo cuenta con una membrana que es accionada por la presión del aire de entrada y por un muelle regulado mediante un tornillo. Cuando la presión de salida aumenta, la membrana se desplaza, cerrando el paso del aire y manteniendo la presión constante.

Lubricador

El lubricador es el último elemento del sistema de tratamiento del aire comprimido. Su función es mezclar el aire con aceite para lubricar los componentes neumáticos, reducir el rozamiento y prevenir la oxidación. El aire entra al lubricador, que contiene aceite, y lo arrastra hacia arriba por un tubo. Al llegar a la parte superior, el aceite cae en forma de gotas sobre el flujo de aire, donde es pulverizado y transportado hacia la salida. Este proceso de pulverización se basa en el efecto Venturi.

Redes de Distribución

Las redes de distribución son las tuberías que se utilizan para transportar el aire comprimido desde el sistema de tratamiento hasta los diferentes elementos neumáticos. En instalaciones fijas, se recomienda que las tuberías estén sujetas a la pared, evitando que queden empotradas, para facilitar la detección de posibles fugas. Los materiales más utilizados para las tuberías de aire comprimido son acero, latón y polietileno. La instalación de las tuberías puede ser abierta o cerrada. La configuración cerrada proporciona una alimentación de aire más regular. Se recomienda que las tuberías tengan una ligera inclinación de aproximadamente 1,5 grados en el sentido de circulación del aire, para facilitar el arrastre de posibles condensados o partículas sólidas.