Mediciones en sistemas de aire comprimido

Esta nota fue publicada originalmente en la prestigiosa revista Aire Comprimido e Hidraulica Edicion Nro 645, Pagina 56, editada por EDITEX de Argentina.

Años atrás fui convocado por una papelera para realizar un estudio en su línea de aire comprimido debido al escaso rendimiento que obtenían de sus compresores.

Parte de una buena evaluación del sistema de aire comprimido es la medición del gradiente de presión de la planta. Esto se puede lograr colocando transductores en varios puntos de la planta a lo largo de la tubería de distribución. Si se hace esto, un gráfico basada en el tiempo de los datos puede mostrar dónde ocurre la mayor pérdida de presión.

Muchas veces, los equipos de registro pueden colocarse solo en la sala del compresor y al final de la tubería. Esto también capturará el gradiente de presión total pero no identificará dónde se desarrolla la pérdida. Con frecuencia, un auditor experimentado puede estimar con precisión la ubicación de la pérdida, pero a veces esto falla debido a circunstancias inesperadas y suposiciones defectuosas.

En la planta luego de analizar las mediciones realizadas en el sistema encontré una pérdida de presión de 1.5 bar en una caería de 4 pulgadas cuya longitud es aproximadamente 150 metros por la línea circulan aproximadamente 28 m3/min. Sin mirar las tablas de pérdida de tuberías, podría ser fácil suponer que, con este flujo significativo y la corrosión interna, podría haber una alta pérdida de presión. Pero revisando tablas de pérdidas, se determinó que este flujo debería haber producido solo 0.17 bar de caída de presión.

¿Entonces?

Se colocaron varios transductores de presión con sus correspondientes dataloggers a intervalos regulares a lo largo de la tubería y se encontró algo extraño: la alta caída de presión estaba ocurriendo a lo largo de una pequeña longitud de tubería ubicada cerca de la sala de compresores.

Una inspección detallada de la línea encontró la existencia de un antiguo caudalímetro de placa orificio de cuando el caudal que manejaba la instalación era la cuarta parte del caudal que maneja actualmente y que debería haber sido eliminado y actualizado pero que gerente de compras recortó la inversión por considerarla innecesaria.

Un único ganador 

El cliente, y ha ganado mucho, los usuarios que se quejaban de falta de presión están contentos porque podrán usar las máquinas a plena capacidad nuevamente, por otro lado, se evitó la importante inversión de muchos cuantos miles de dólares en la compra del compresor que le estaba sugiriendo el vendedor de equipos solo colocando un nuevo caudalímetro.

¿Cómo lo hizo?

Existen distintas tecnologías, las turbinas, pitot, placas orificio, etc., pero sin duda para aplicaciones de aire comprimido y gases (secos) prefiero los caudalímetros másicos de dispersión térmica.

Las ventajas de estos son grandes, no tienen partes móviles, la principal es que no generan caídas de presión importantes, son insensibles a la presión fácil montaje sin necesidad de despresurizar las líneas, no necesitan compensar valores por presión, temperatura y presión. Pueden funcionar con caudales mínimos y con altas presiones (hasta 50 bar).

Los medidores térmicos, también llamados medidores de caudal Thomas, se basan comúnmente en dos principios físicos:

• La elevación de temperatura del fluido en su paso por un cuerpo caliente, y

• La pérdida de calor experimentada por un cuerpo caliente inmerso en el fluido.

El funcionamiento de estos aparatos consta de una fuente eléctrica de alimentación de precisión que proporciona un calor constante al punto medio del tubo por el cual circula el caudal. En puntos equidistantes de la fuente de calor se encuentran sondas de resistencia para medir la temperatura

Cuando el fluido está en reposo, la temperatura es idéntica en las dos sondas.

Cuando el fluido circula, transporta una cantidad de calor hacia el segundo elemento de medición T2, y se presenta una diferencia de temperaturas que va aumentando progresivamente entre las dos sondas a medida que aumenta el caudal. El sistema está conectado a un puente de Wheatstone que determina la diferencia de temperaturas y la amplifica. La precisión del elemento primario es de ±1% de toda la escala, la respetabilidad de ± 2 % de la escala.

Usted, ¿mide el aire comprimido y sus parámetros en su industria? ¿Como lo hace?

Hasta la próxima,

Marcelo Cassani

Si le intereso el tema, puede seguir leyendo mas en mi libro Aire Comprimido, Guia de Supervivencia (https://marcelocassani.com/milibro/) donde podra encontrar muchos mas consejos para poder mejorar el rendimiento y confiabilidad de su sistema de aire comprimido.