En los tiempos que corren, desafortunadamente, los precios suelen marcar qué equipo se instalará dejando de lado algún vendedor con alguna ventaja técnica, empresas de ingeniería y montajistas calificados.
Recientemente fui consultado por una empresa para hacer el desarrollo de la red de aire comprimido para una nueva planta, al llegar a la reunión, el cliente me esperaba con un juego de catálogos de un equipo compresor, el secador y el listado de los equipos a instalar en la planta con los consumos de cada uno. Al hacer unas cuentas rápidas el equipo estaba sub-dimensionado para la aplicación… ¿qué pasó? ¿El comprador compró mal? o ¿el vendedor de equipos vendió lo que se le antojó?
Para que no le pase esto lea la nota completa.
Cuando usted especifica los requerimientos de una planta, el caudal, la presión y la calidad de aire comprimido son los tres parámetros de diseño más importantes para poder seleccionar en forma adecuada el sistema de aire comprimido.
Sin embargo, la temperatura de la sala de máquinas o la temperatura ambiental tienen un efecto significativo sobre la operación de la planta. Así también el espacio disponible o la carencia de éste para montar los equipos de aire comprimido y los de ventilación o refrigeración también son críticos ya que si su sistema de aire comprimido dejará de funcionar su planta industrial también.
Caudal volumétrico y altura
Dado que no hay una norma establecida y cada fabricante hace las cuentas para mostrar su máquina de la mejor manera posible, muchos relacionan el caudal volumétrico (m3/min-FAD) y muchos usan el caudal másico (Nm3/min o SCFM). Sea cual fuere el caso, compare los equipos convirtiendo adecuadamente los caudales.
Adicionalmente, cualquier cambio en la altura alrededor del mundo va a afectar el caudal másico. A mayor altitud se requerirá mayor caudal volumétrico para poder lograr el mismo caudal másico que a nivel del mar. Por lo tanto la altura donde se encuentra su planta será sumamente importante para seleccionar el equipo adecuadamente.
En otros términos podemos decir que a mayor altura la presión atmosférica disminuye y por lo tanto el rendimiento del equipo también se ve afectado por lo que a mayor altura el equipo tendrá menor rendimiento comparado con el rendimiento a nivel del mar.
Temperatura
El rango de operación de un compresor típicamente se encuentra entre 4 y 40°C. El rango inferior está basado en el punto de congelamiento del agua y la limitación de muchos controladores que han sido integrados a los compresores a lo largo de los años. El rango superior está limitado por los enfriadores y post enfriadores dependiendo del compresor. Los componentes electrónicos del sistema de control también son un elemento sumamente importante a proteger por altas temperaturas.
El sistema de enfriamiento de su compresor es una decisión significativa, los equipos enfriados por aire necesitan un importante caudal de aire para refrigerarse y refrigerar la sala de máquinas y mantenerla en una temperatura de funcionamiento óptimo. los enfriados por agua necesitan bombas y un sistema de torres de enfriamiento o enfriadores.
Le dejo dos simples pruebas para realizar en la sala de compresores:
Prueba 1: Trate de abrir la puerta de ingreso si ésta se cierra o necesita hacer mucha fuerza para abrirla es una excelente indicación de que tiene un problema en la ventilación de la sala de máquinas.
Prueba 2: Si la temperatura de la sala de compresores es superior a la temperatura en el exterior le está dando un parámetro de qué le está faltando ventilación.
Un dato: para ambientes a 48ºC (120ºF) el rendimiento de un equipo es cerca de 20% menos que la operación a 32ºC.
Temperatura de descarga
No recuerdo ningún fabricante en este momento que en su catálogo tenga expresada la temperatura de descarga del aire comprimido. Esta temperatura nos indica qué tan efectivos son los enfriadores del equipo en caso de tenerlos, algo que muchos fabricantes para abaratar el costo del equipo lo terminan eliminando. Si el fabricante al que usted le quiere comprar el compresor tiene este dato disponible, solicítele también que le indique bajo qué normas ha realizado este ensayo ya que un ensayo en un ambiente controlado idealmente a 20°C con 30% de humedad relativa y a nivel del mar es completamente diferente a lo que usted tendrá en su planta. En general este dato está dado en grados por encima de la temperatura del ambiente.
Tenga en cuenta que la temperatura de descarga más la temperatura ambiente sea algo que su secador pueda manejar o selecciónelo para tal condición de operación. Básicamente como aumenta la temperatura del aire comprimido y/o de la sala de máquinas el secador pierde eficiencia y aumentan sus problemas de humedad en las líneas. En USA es muy común escuchar que los secadores están diseñados para trabajar a 100/100/100 es decir a 100 PSIG o 6.89 barg, 100ºF o 38ºC de temperatura ambiente y 100ºF de temperatura de entrada del aire.
A grandes rasgos al aumentar la presión aumenta el rendimiento del secador pero aumentos en la temperatura de entrada o ambiente disminuye el rendimiento de los equipos. Lo opuesto también es verdad, si disminuimos la presión disminuye el rendimiento del equipo pero si disminuimos las temperaturas aumenta el rendimiento del equipo. Siempre preste atención a los coeficientes de operación en distintas condiciones que afectan a los equipos, si no están en el catálogo, pídaselos al fabricante, si no los tiene o no quiere entregarlos, no es un proveedor confiable para una aplicación como la suya. Si su aplicación es crítica, no descarte usar un secador enfriado por agua y tenga en cuenta el costo de operación del mismo, ¡No es bajo!
Recuerde que a mayor temperatura mayor contenido de agua en el aire y por lo tanto más críticos son los secadores y mayor la cantidad de contaminantes en el aire comprimido.
En los ambientes con polvo frecuentemente las condiciones de altas temperaturas vienen acompañadas con ambientes con mucho polvo lo que agrega una gran complejidad al diseño, donde los periodos entre servicios técnicos a los equipos deben reducirse para asegurarse no tener máquinas fuera de servicio no programado.
Revisar y analizar el aceite de los compresores entre medio de los periodos de mantenimiento es una buena idea para evaluar si existen contaminantes que puedan dañar el equipo.
Por último, no olvide la posibilidad de recuperar el calor de compresión que está desperdiciando, es una importante fuente de ahorros y que le permite elevar la eficiencia energética de la planta.
Hasta la próxima,
Marcelo Cassani
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