Relacion entre presion y caudal

Este año hace 20 años que estoy relacionado al aire comprimido, sin embargo mi capacidad de asombro sigue intacta.
Es increíble que personal de planta y peor aún como me sucedió días atrás con el vendedor de una empresa de compresores, que no conozcan la relación entre presión, caudal y volumen.

Es muy común que caminando por las plantas industriales, y conversando con las personas descubramos que frecuentemente estas personas tiene problemas de presión en las líneas de aire comprimido. Entonces, llaman a mantenimiento ¿para que haga que? Si señor lector, usted acertó! Para que suba el set point del compresor.
Contento el encargado manda a una persona a “tocar” y “subir” la presión y no se dan cuenta que es peor el remedio que la enfermedad.

Ya sé que explique este tema varias veces pero veamos una forma nueva, vamos a ser lo más claro posible.
La famosa ley de Boyle para los gases nos dice que P1 x V1 = P2 x V2 para un gas a temperatura constante.
P1 es presión inicial
V1 es volumen inicial
P2 presión final y,
V2 es volumen final.
Como P1 x V1 tiene que ser igual a P2 x V2 si un valor disminuye el otro debe aumentar.

Entonces veamos que pasa en la vida real.
Una empresa que tiene un compresor de 30 HP que entrega 3m3/min a 7 bar (valor supuesto) Sin embargo, el cliente no logra superar la presión de 5 bar.
Cuanta aire más necesita el cliente para mantener la presión requerida?

Planteando la Ley de Boyle tenemos:
3 m3/min x 7 bar = X m3/min x 5 bar

Con un poco de algebra básica:
3 m3/min x 7 bar / 5 bar = 4,2 m3/min

Por lo que nos falta un caudal de:
4,2 – 3 = 1,2 m3/min

Entonces, asumiendo de los datos más arriba que tenemos 10HP por 1 m3/min (30HP/3 m3/min)
1.2 x 10 = 12

Necesitamos un compresor más de por lo menos 12 HP para poder mantener la presión deseada del sistema. Cuidado, esto no es lineal y debemos tener en cuenta muchas condiciones amboentales mas pero es una aproximacion al metodo de calculo.

Si nuestro jefe de mantenimiento hubiera aparecido por la sala de máquinas y hubiera subido más la presión del sistema para poder “compensar las caídas” por falta de caudal, estaríamos en una situación peor y con mayor demanda de aire.

Hasta la próxima,

Marcelo Cassani

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