Sistemas de aire comprimido
El aire comprimido se compone del mismo aire que usted respira, pero comprimido en un tamaño más pequeño y mantenido bajo presión. Cuando se toma aire atmosférico y se fuerza físicamente para reducir su volumen, las moléculas ocupan menos espacio; el aire se comprime.
Pero los pistones no son la única forma de comprimir el aire. Existen numerosos tipos de compresores de aire en el mercado, cada uno con sus ventajas e inconvenientes. Por ejemplo, los compresores de aire de tornillo rotativo utilizan tornillos giratorios dobles para empujar el aire hacia abajo y comprimirlo:
Los compresores de aire de tornillo rotativo se eligen en lugar de los alternativos porque son compactos, potentes y pueden funcionar continuamente. Si le interesa, puede leer más sobre las diferencias entre compresores de tornillo rotativo y alternativos aquí.
¿Sabe lo que ocurre cuando uno está apretujado en un ascensor lleno de gente, la puerta se abre de repente y todo el mundo sale corriendo y se dispersa? El aire comprimido hace lo mismo. Aunque las moléculas del aire pueden estar atrapadas en un espacio más pequeño, no quieren estarlo y se separan lo más rápidamente posible en cuanto pueden. Eso es lo que causa la presión.
Aire comprimido deutsch
Conocer a fondo cómo funciona el sistema de aire comprimido de su planta y qué fuerzas influyen en él le ayudará a mejorar su rendimiento. La eficiencia global de un sistema de aire comprimido puede ser tan baja como un 10-15%. La figura siguiente muestra dos componentes principales de la ineficacia; uno es el del aire desperdiciado debido a las pérdidas por fugas, demanda artificial y usos inadecuados. El otro se debe al calor de compresión. Con algunos conocimientos básicos, se puede recuperar hasta el 90% de ese calor para utilizarlo en su operación.
Por simple física, al comprimir el aire se desprende calor. La energía calorífica se concentra en el volumen decreciente de aire. Para mantener temperaturas de funcionamiento adecuadas, el compresor debe transferir el exceso de calor a un medio refrigerante antes de que el aire salga al sistema de tuberías. Hasta el 90% de ese calor puede recuperarse para utilizarlo en su explotación. Si puede complementar o sustituir la electricidad, el gas o el gasóleo necesarios para generar agua caliente para los lavabos, o dirigir aire caliente a un espacio de trabajo, almacén, muelle de carga o entrada, el ahorro puede ser realmente considerable. Las posibilidades de recuperar este calor residual mediante aire caliente o agua caliente son buenas. El retorno de la inversión en recuperación de energía suele ser de uno a tres años. Además, la energía recuperada mediante un sistema de refrigeración de circuito cerrado (para compresores refrigerados por agua) es ventajosa para las condiciones de funcionamiento del compresor, su fiabilidad y su vida útil debido a un nivel de temperatura igual y a la alta calidad del agua de refrigeración, por nombrar sólo algunas.
Componentes de aire
El aire comprimido es aire mantenido a una presión superior a la atmosférica. El aire comprimido es un medio importante para la transferencia de energía en procesos industriales, y se utiliza para herramientas eléctricas como martillos neumáticos, taladros, llaves inglesas y otros, así como para atomizar pintura, accionar cilindros neumáticos para automatización, y también puede utilizarse para propulsar vehículos. Los frenos aplicados por aire comprimido hicieron más segura y eficiente la explotación de grandes trenes ferroviarios. Los frenos de aire comprimido también se encuentran en grandes vehículos de carretera.
Los submarinistas utilizan el aire comprimido como gas respirable. Puede ser transportado por el buceador en una botella de alta presión o suministrado desde la superficie a menor presión a través de una línea de aire o un umbilical[1]. Dispositivos similares se utilizan en los equipos de respiración de bomberos, trabajadores de rescate en minas y trabajadores industriales en atmósferas peligrosas.
A mediados del siglo XIX, a diferencia del vapor, el aire comprimido podía transportarse por tuberías a grandes distancias sin perder presión debido a la condensación. Una de las primeras aplicaciones importantes del aire comprimido fue la perforación del túnel de Mont Cenis en Italia y Francia en 1861, donde una planta de aire comprimido de 600 kPa (87 psi) suministraba energía a las perforadoras neumáticas, aumentando enormemente la productividad con respecto a los métodos de perforación manuales anteriores. Las perforadoras de aire comprimido se aplicaron en las minas de Estados Unidos en la década de 1870. George Westinghouse inventó los frenos de aire comprimido para los trenes a partir de 1869; estos frenos mejoraron considerablemente la seguridad de las operaciones ferroviarias[4] En el siglo XIX, París contaba con un sistema de tuberías instaladas para la distribución municipal de aire comprimido para accionar máquinas y hacer funcionar generadores para el alumbrado. Los primeros compresores de aire funcionaban con vapor, pero en algunos lugares un trompo podía obtener directamente aire comprimido de la fuerza de la caída del agua[5].
¿Es inflamable el aire comprimido?
El aire comprimido permanece atrapado en este estado más pequeño, a la espera de expandirse de nuevo, hasta que esté listo para su uso.El acto de comprimir aire es más fácil de imaginar con un compresor de aire alternativo, donde un pistón empuja literalmente el aire hacia abajo en un cilindro. Pero los pistones no son la única forma de forzar el aire en un espacio más pequeño. Existen numerosos estilos de compresores de aire en el mercado, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Por ejemplo, los compresores de aire de tornillo rotativo utilizan dos tornillos giratorios para empujar el aire hacia abajo y comprimirlo.
Aunque las moléculas del aire comprimido pueden quedar atrapadas en un espacio más pequeño, no necesariamente quieren estarlo, y se separarán lo más rápidamente posible en cuanto puedan. Eso es lo que causa la presión.
El aire atmosférico tiene un bar de presión, pero puede ser forzado hasta 6004 PSI (414 bar) de presión cuando se comprime en un estado más pequeño. El grado exacto de presión del aire comprimido lo determina la ciencia.
En conjunto, estas tres leyes explican que la presión, el volumen y la temperatura son proporcionales. Si cambias una variable, entonces una o dos de las otras también cambiarán, según esta ecuación: