Caída de presión

comprender la caída de presión

Eme

15 octubre, 2021

Comprender la caída de presión

¿Asustado por la caída de presión del aire comprimido? No estás solo, te ayudamos a comprender la caída de presión.

La caída de presión, la pérdida de presión de aire entre el compresor de aire y el punto final donde se usa el aire, es un problema común con los sistemas de aire comprimido.

Además de causar problemas con las herramientas y los equipos neumáticos, la caída de presión también aumenta tus facturas de energía.

Comprender las causas de la caída de presión en el sistema de aire comprimido y cómo abordarlas podría ahorrarte cientos o miles de euros en la factura anualmente.

¿Qué es la caída de presión?

En pocas palabras, la caída de presión en un sistema de aire comprimido es la diferencia entre la presión descargada por el compresor de aire y la presión entregada para aplicaciones de aire comprimido.

A medida que el aire comprimido se mueve a través del sistema de distribución, pequeñas pérdidas en el camino pueden sumarse a una gran pérdida de presión cuando el aire llega al final de la línea.

Por ejemplo, puedes tener el sistema de aire comprimido configurado en 100 PSI pero solo ves 90 PSI en el punto de uso. Esa diferencia de 10 PSI es lo que llamamos caída de presión.

Si bien todos los sistemas de aire comprimido pierden un poco de presión de aire en algún lugar a lo largo de la ruta de distribución, se convierte en un problema cuando la caída de presión es excesiva.

Un sistema de aire comprimido eficiente debería perder menos (idealmente mucho menos) del 10% de presión entre el tanque receptor de aire y el punto de uso.

Si pierde demasiada presión en el sistema de aire comprimido, es posible que las herramientas y el equipo no reciban suficiente presión para funcionar correctamente.

Consejo de aire: la caída de presión entre el tanque del receptor de aire y el uso final no debe exceder ~ 3 PSI.

 

¿Cómo afecta la caída de presión del aire comprimido a las facturas de energía?

Si estás perdiendo mucha presión en el sistema de suministro, tendrás que aumentar la presión general del sistema de aire comprimido para compensar.

Por ejemplo, puedes tener herramientas que requieran 90 PSI para funcionar. Si experimentas una caída de presión de 30 PSI en el sistema, tendrás que hacer funcionar el compresor de aire a 120 PSI para compensar.

Como regla general, cada 2 PSI en sobre presurización añade aproximadamente un 1% a los costos de energía del compresor de aire. Por lo tanto, si está sobre presurizando en 30 PSI, está aumentando tu factura de energía de aire comprimido en un 15%.

Esto se suma rápidamente: los costos de energía para un compresor de aire de 100 HP que opera en un entorno 24/7 pueden llegar fácilmente a  67,21 € por año (a $ 0.10 / KWh). Un aumento del 15% en el uso de energía añadiría otros 10,34 € a la factura de energía.

Consejo de aire: muchas plantas están operando a un PSI más alto de lo que necesitan. Leer más: Reduce la presión de la planta para ahorrar dinero y energía.

¿Qué causa la caída de presión en los sistemas de aire comprimido?

La caída de presión puede ocurrir en numerosos puntos entre el tanque de aire y el punto de uso.

Cualquier cosa que cause una obstrucción en el flujo de aire o una pérdida de aire resultará en una pérdida de presión para el sistema. Las causas de la caída de presión en el sistema de aire comprimido se pueden dividir en dos categorías:

El sistema de distribución de aire y los componentes del sistema de aire comprimido.

  • El sistema de distribución consta de todas las tuberías, tubos y mangueras que transportan aire comprimido desde el tanque receptor de aire hasta el punto de uso.

Un sistema de distribución de aire mal diseñado o mantenido puede perder presión debido a una fricción excesiva, obstrucciones o            fugas.

  • Los componentes del sistema de aire comprimido que pueden causar una caída de presión incluyen secadores de aire, filtros, separadores de humedad, pos enfriadores y separadores de aceite.

 

Tubería de tamaño insuficiente

Si la tubería no tiene el tamaño adecuado para el flujo de aire, verás la caída de presión en el sistema.

El flujo de aire se mide en pies cúbicos por minuto o CFM. A medida que el aire se mueve a través del sistema de distribución, encuentra fricción con las paredes de la tubería.

Cuanta más fricción experimenta, más se ralentiza el aire. Las tuberías de tamaño insuficiente dan como resultado una fricción excesiva, lo que ejerce un arrastre significativo sobre las velocidades del aire en el sistema de distribución.

Sistema de distribución mal diseñado

El diseño del sistema de distribución también afecta la fricción. Cuanto más largo sea el recorrido entre el compresor de aire y el punto final, más fricción encontrará en el camino.

El aire también se ralentiza cuando encuentra parches ásperos en la tubería (como una unión) y cuando es necesario girar.

Un sistema de distribución de aire comprimido con muchas uniones, tes y codos dará como resultado una mayor pérdida de presión que una tubería recta y lisa de igual longitud. Los callejones sin salida en el sistema de distribución también provocan una caída de presión.

Corrosión en el sistema de distribución

La corrosión en las tuberías de aire comprimido puede afectar significativamente el flujo de aire y el rendimiento. La corrosión endurece el interior de la tubería y genera más fricción a medida que pasa el aire.

Con el tiempo, incluso puede causar bloqueos a medida que el material se desprende y se acumula en curvas o puntos bajos del sistema. La humedad excesiva en las tuberías de aire comprimido puede provocar corrosión en materiales susceptibles.

Fugas en el sistema de distribución

Las fugas en el sistema de aire comprimido reducen la presión del aire de dos formas.

  • Primero, cualquier pérdida de aire provocará una caída en la presión del sistema, lo que hará que el compresor de aire trabaje más para mantener el PSI adecuado.
  • En segundo lugar, una fuga cambia el patrón de flujo de aire de un flujo laminar suave a través de las tuberías a un flujo turbulento, lo que aumenta la fricción y reduce la velocidad del aire.

Las fugas se encuentran más comúnmente en acoplamientos, mangueras, juntas y accesorios. Los acopladores rápidos utilizados para conectar equipos al sistema de distribución son un culpable común.

Filtros bloqueados

Los filtros en línea bloqueados son otra causa de caída de presión en un sistema de aire comprimido. Los filtros en línea se colocan después del compresor para filtrar el arrastre de partículas y aceite de la corriente de aire comprimido.

Pueden colocarse directamente después del compresor de aire, después de los secadores o inmediatamente antes de la aplicación final. A medida que estos filtros se cargan con partículas y aceite, se necesita más energía para mover el aire a través del medio filtrante.

Esto provoca una caída de presión entre los lados limpio y sucio del filtro. Los filtros de tamaño insuficiente, al igual que las tuberías de tamaño insuficiente, también causarán obstrucciones en el sistema.

Secadores de aire de tamaño reducido

El secador de aire comprimido se coloca después del compresor de aire para eliminar la humedad del aire comprimido.

Si la secadora no tiene el tamaño adecuado para los CFM y PSI del sistema, puede convertirse en un punto de estrangulamiento para el flujo de aire.

El secador de aire se clasificará para un CFM máximo, pero el rendimiento también se verá afectado por la temperatura y la presión.

Otros componentes del sistema de compresor de aire

Cualquier otro componente por el que fluya el aire entre el tanque receptor de aire y el punto final puede convertirse en una fuente potencial de caída de presión.

Eso incluye pos enfriadores y separadores de agua. Si estos componentes no están dimensionados para el CFM de su sistema, generan una fricción excesiva y ralentizan el aire.

¿Cómo se mide la caída de presión?

La forma más sencilla de determinar la caída de presión de un sistema de aire comprimido es simplemente medirla. Un medidor de flujo de aire comprimido mide el flujo de aire (CFM) y la presión (PSI).

Algunos también medirán la temperatura y el flujo total. Un caudalímetro puede instalarse permanentemente con el sistema de distribución de aire comprimido o insertarse temporalmente durante una auditoría del sistema.

Para encontrar la fuente de caída de presión en su sistema, es mejor medir PSI en varios puntos.

  • Inmediatamente después del tanque receptor de aire.
  • Antes y después del secador de aire.
  • Antes y después de cualquier filtro en línea, separador de agua o enfriador posterior.
  • En cada una de las bajadas del sistema de distribución, tanto antes como después de mangueras y acoplamientos.

Al hacer esto, puedes crear un “mapa de presión” del sistema de distribución de aire comprimido que te ayudará a identificar dónde está observando las mayores pérdidas de presión.

Esto te dirá dónde debes buscar oportunidades de mejora.

Por ejemplo, puedes descubrir que está viendo una gran caída de presión antes y después de un secador de aire o un pos enfriador, lo que indica que es posible que el componente no tenga el tamaño adecuado para su CFM.

Las grandes caídas de presión al final de los tramos de distribución largos pueden indicar un problema con el diseño del sistema de distribución o fugas excesivas en el sistema de tuberías.

Calculadora de caída de presión para aire comprimido

También es posible calcular la caída de presión esperada para el sistema de distribución. Recuerda, todos los sistemas de aire comprimido experimentarán alguna caída de presión debido a la fricción en el sistema de distribución.

Puedes minimizar esto con un diseño de sistema de distribución de aire comprimido eficiente.

Esta calculadora de caída de presión en línea te ayudará a determinar la caída de presión esperada según la longitud y el diseño de su sistema de distribución.

Cómo minimizar la caída de presión en los sistemas de aire comprimido

Puedes tomar medidas para minimizar las caídas de presión en el sistema de aire comprimido.

Asegurarse de que todos los componentes del sistema de aire comprimido tengan el tamaño adecuado para su CFM, mejorar la eficiencia del sistema de distribución, reparar las fugas y mantener adecuadamente los filtros y los componentes del sistema mantendrá la caída de presión al mínimo.

Cambiar filtros

La forma más rápida y rentable de mejorar la caída de presión del sistema de aire comprimido es asegurarse de que los filtros estén limpios.

Cambia los filtros en línea al menos una vez al año o después de 8.000 horas de funcionamiento.

Si tiene mucho arrastre de aceite o partículas secas en la corriente de aire comprimido, los filtros deberán cambiarse con más frecuencia.

Además, asegúrate de que sus filtros en línea tengan el tamaño adecuado para su flujo de aire.

Reparar fugas

El siguiente paso para reducir la caída de presión del sistema de aire comprimido es encontrar y reparar cualquier fuga en el sistema de distribución.

Presta especial atención a las mangueras y acopladores rápidos en los “treinta sucios”, los últimos 30 pies de conectores entre la tubería de distribución principal y el equipo que usa aire comprimido.

La reparación de fugas es casi siempre una buena inversión para mejorar el rendimiento del sistema de aire comprimido y reducir los costos de energía.

Incluso es posible que puedas reparar las fugas de aire comprimido de forma gratuita a través de un programa con su proveedor de energía.

Reemplaza la tubería del compresor de aire corroída

Si sospechas que puede haber corrosión en la tubería de aire comprimido, será necesario encontrar y solucionar el problema.

Las tuberías de acero y hierro son especialmente propensas a la corrosión. Si el sistema de tuberías es viejo y no ha recibido mantenimiento, debes retirar e inspeccionar algunas secciones de tubería para buscar signos de corrosión en la superficie interior.

Si hay corrosión, también puedes notar escamas de óxido en la corriente de aire comprimido o incrustadas en los filtros. Las partes afectadas del sistema de tuberías de aire comprimido deben reemplazarse.

Considera reemplazar la tubería con un material que no sea propenso a la corrosión, como las tuberías de aluminio. Además, considera actualizar tu sistema de secado de aire para eliminar la humedad que causa la corrosión del aire comprimido.

Optimiza el sistema de distribución de aire comprimido

Si la tubería de distribución es un desastre de callejones sin salida, codos y tees, puede ser el momento de considerar reemplazarla por completo.

Un sistema de distribución diseñado de manera eficiente ahorrará una cantidad considerable de energía a largo plazo. Un sistema de distribución de estilo bucle es generalmente la configuración más eficiente.

Asegúrate de que las tuberías tengan el tamaño adecuado para tu CFM y trata de minimizar la longitud de los tramos y el número de tes y codos.

Además, minimiza el uso de mangueras ineficientes y acopladores rápidos.

Actualiza los secadores de aire, los pos enfriadores y los separadores de aceite / agua de tamaño reducido

Si experimentas caídas de presión excesivas antes y después del secador de aire u otros componentes del sistema, es posible que debas considerar un reemplazo.

Asegúrate de que los secadores de aire, pos enfriador, separador de agua y otros accesorios de aire comprimido tengan el tamaño adecuado para la aplicación y estén bien mantenidos.

¿Necesitas ayuda para diagnosticar la caída de presión del aire comprimido?

A veces, las causas de la caída de presión en un sistema de aire comprimido no son obvias.

Si necesitas ayuda para medir la caída de presión en su sistema de aire comprimido, diagnosticar las causas de la caída de presión o mitigar un problema de caída de presión, contáctenos. Estaremos encantados de ayudarte a encontrar y solucionar el origen de tu problema con la caída de presión.

Para ampliar la información puede que te interese leer: filtro de aire comprimido

 

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