Aire Comprimido

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  El aire es un gas incoloro, insípido e inodoro. Es una mezcla de gases. La masa total de aire en la atmósfera se calcula en unos 15.17x1017 kg. algo menos que la millonésima parte de la masa del planeta.
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  1 1. EL AIRE El aire es un gas incoloro, insípido e inodoro. Es una mezcla de gases. La masa total de aire en la atmósfera se calcula en unos 15.17x10 17  kg. algo menos que la millonésima parte de la masa del planeta. La composición del aire permanece relativamente constante al menos hasta unos 20 kilómetros de altura. Siendo el aire una mezcla y no una combinación química, sus componentes se pueden separar. Normalmente esta separación se realiza enfriándolo hasta —196 °C. A esta temperatura, varios de sus componentes se separan por destilación fraccionada. De los componentes que forman el aire, sólo el oxígeno y el nitrógeno son necesarios para la vida. El oxígeno es necesario en el proceso metabólico, por el que nuestro cuerpo transforma los hidratos de carbono, las proteínas y la grasa contenidos en los alimentos, en calor y energía. Una persona puede consumir por término medio, aproximadamente, 740 litros de oxígeno (1 kg de oxígeno) cada veinticuatro horas. Siendo el peso del oxígeno consumido aproximadamente igual al peso de los alimentos consumidos- durante el mismo período. El nitrógeno que respiramos no tiene funciones metabólicas, pero sirve como diluyente inerte y mantiene el henchimiento de ciertas cavidades de nuestro cuerpo, tales como los alvéolos pulmonares, el oído medio y las cavidades de los senos.  2 1.1. Concepto de aire libre Las cantidades en N l/min o en N m 3 ,/min que se dan generalmente en los catálogos para el consumo de aire por las herramientas neumáticas o equipos, se refieren a aire libre por minuto (aire atmosférico a la presión y temperatura normales). Debemos asegurarnos de que el dato sobre la capacidad del compresor que da el fabricante esté también referido a aire libre, al objeto de que exista una correspondencia entre consumo y capacidad. Normalmente, estas dos especificaciones están dadas en aire libre, y, por lo tanto, no hace falta ninguna conversión. Sin embargo, cuando se trata del consumo de aire de otros equipos, es posible que no se dé en aire libre; entonces deberá recurrirse a la fórmula para la conversión de litros de aire comprimido a una presión determinada en litros de aire libre, y que es:       1.0331.033    donde Q = litros de aire libre por minuto, Q 1  = litros de aire comprimido por minuto, P = presión del aire comprimido en kg/cm'. Existen diversas denominaciones utilizadas por los fabricantes para indicar la cantidad de aire que proporciona el compresor, tales como desplazamiento volumétrico, volumen engendrado, etc. Bajo estos nombres genéricos se considera un caudal de aire expresado en cifras teóricas, que no responde al verdadero caudal de aire suministrado por el compresor, mientras que el consumo de los equipos neumáticos se da en cifras efectivas. Es evidente que si adquirimos un compresor basándonos en alguna de las citadas especificaciones, nos encontraremos con que la cantidad de aire realmente suministrada es de un 20 a un 25 % inferior a la indicada, pues ningún compresor rinde una prestación del 100 %. Para evitar estas ambigüedades, solamente se deben adquirir compresores que garanticen el caudal de aire en consonancia con las condiciones de temperatura y presión de la aspiración, es decir, en litros o m 3  de aire libre. Como sea que el clima es variable y responde a las características propias de cada lugar, sería dificultoso establecer unas tablas de consumos que correspondieran a los diferentes estados climáticos; por ello, se va imponiendo el establecimiento de una normativa sobre la base de considerar unas condiciones normales de temperatura y presión del aire aspirado, independientemente de las condiciones atmosféricas en las cuales trabaje el compresor y que sirven de referencia comparativa, aire que llamaremos «aire normal» o «aire normalizado» distinguiéndolo con una N (mayúscula) que situaremos después de las cifras y antes del volumen expresado. Por ejemplo: 600 N m 3 /h, equivale a un sistema que proporciona 600 m 3 /h expresados en condiciones normales. Las condiciones normales varían según el área de influencia tecnológica. Los que siguen las indicaciones del « Compressed Air & Gas Institute» de U.S.A ., 1 N m h es un m 3  de aire por hora a la temperatura de 20 °C a la presión de 1 033 kg/cm 2  y con una humedad relativa del 36 por ciento. En la zona europea, la norma C.E.T.O.P. RP-44P, propone como condiciones atmosféricas normales las que están especificadas en la ISO R 554, y que corresponden a la temperatura de 20 o C a la presión de 1013 mbar y con una humedad relativa del 65 %. Los procedimientos de prueba o los métodos de medida del caudal efectivo de aire libre suministrado por los compresores, vienen dados en las normas alemanas DIN 1945 y DIN 1952, inglesa BSS 726.1952, americana ASME PTC 9 y francesa NFX10-191. 1.2. Aire comprimido El aire comprimido no es en sí mismo una forma de energía, pero si es un medio para transferirla o convertirla. Otros medios son la electricidad y la hidráulica (La presión hidráulica es la presión transmitida por un líquido incompresible, como por ejemplo: agua, aceite, etc., transportado por una bomba, desde cualquier depósito, al lugar de utilización). Comparando el aire comprimido (como el conjunto compresor, red de aire y herramienta neumática) con la electricidad (como el conjunto generador, cables y motor eléctrico), encontrará que la electricidad es más eficiente, es decir, se utiliza mejor su energía. Pero entonces cabe preguntarse por qué el aire es tan competitivo y popular. La respuesta es que se puede sacrificar algo de energía al objeto de ganar, notablemente, seguridad y velo-cidad de trabajo, allí donde tal energía se utiliza. Con los equipos de aire comprimido se puede hacer el  3 trabajo más seguro, más fácil y más barato. Más fácil, debido a que la herramienta de aire comprimido es más ligera, más compacta y más ergonómica (adaptada al ser humano), que la máquina eléctrica. Puede hacer el trabajo más barato, porque al establecerse la relación: alta potencia/peso de la herramienta neumática, surge la pregunta…..¿De cuál se hace mejor uso al existir la potencia del hombre?. Esto es realmente un tema, que exige comparar los costos de mano de obra con los costos de energía. Hoy, el aire comprimido está aceptado y ampliamente extendido en la mayor parte de las industrias. El medio hidráulico tiene ciertas ventajas, cuando las presiones son mucho más altas que las que se utilizan normalmente con el aire comprimido. El aire comprimido es mucho más seguro que la electricidad. Esto se observa de manera muy particular en aquellos trabajos en los que las herramientas se sobrecargan fácilmente. Una máquina de aire comprimido, sobrecargada, se para sin llegar a averiarse. Una máquina eléctrica, sobrecargada, también se para pero, antes de pararse, ha transcurrido un tiempo en el que estuvo trabajando por encima de sus posibilidades, lo que srcina el que el motor se estropee debido al calor generado, averiándose también, los elementos del área circundante. En trabajos de construcción, etc., donde las mangueras están distribuidas temporalmente y se mueven, tal vez, con cierta frecuencia, usted apreciará el aire comprimido. También desde el punto de vista de la velocidad, el aire comprimido es superior. Este acciona máquinas, generalmente, más pequeñas y ligeras que las correspondientes a las máquinas eléctricas, son por ejemplo más fáciles y convenientes para el operario. Consecuentemente, ahorran tiempo y son más baratas en su utilización. Cuando el aire comprimido se utiliza para accionar máquinas, cuyo cometido es golpear con relativa dureza (perforadoras, etc.), resultaría materialmente imposible diseñar máquinas eléctricas, que desarrollaran el mismo trabajo, con peso y volumen razonables. Recientemente, no obstante, se ha cambiado hacia las perforadoras hidráulicas, cuando estas van montadas sobre equipos o carros de perforación. Si ahora nos preguntáramos dónde se utiliza el aire comprimido, y dónde buscar las aplicaciones de los compresores, máquinas y equipos neumáticos, encontraríamos tres áreas donde el mencionado fluido es utilizado extensamente: ã  Construcción: edificación ã  Minería: minas, canteras, túneles ã  Industria: fabricación, procesos En el área de la construcción, el aire comprimido es muy utilizado para trabajos de fundación (cimentaciones de edificios) y para los principales servicios. También se utiliza en construcciones subterráneas como silos subterráneos practicados en la roca, etc., en definitiva, el aire comprimido es ampliamente utilizado. Con frecuencia se ven equipos de aire comprimido trabajando en autopistas, calles y en otros trabajos de infraestructura. Consecuentemente existen máquinas para perforar, romper pavimentos, compactar, clavar estacas, etc., Figura 1. Los talleres mecánicos tienen aire comprimido para accionar remachadores, martillos cinceladores, desincrustadores, pisones, etc., máquinas manuales para rectificar, amolar, taladrar, pintar y equipos para chorrear, etc. Las fundiciones utilizan el aire comprimido para las máquinas que manipulan frascos y cajas, para compactar la arena de moldeo, así como para limpiar y rebarbar las piezas de fundición. Una ayuda conveniente, como la del aire comprimido, ha encontrado, por supuesto también, otros usos dentro de un gran número de áreas especiales. Podemos mencionar la industria de la piedra (canteras), de la química, procesos e industrias de la alimentación. Algunas de estas aplicaciones, como por ejemplo en la industria de procesos, el aire comprimido se utiliza directamente como una parte del proceso en sí, realizando su propio trabajo sin necesidad de utilizar una máquina o herramienta; como por ejemplo para el trasvase de materiales en polvo, o formando parte del proceso de fabricación, industrias cerveceras, etc. Dispositivos de elevación, alimentación y maniobra (en máquinas automáticas), prensas, motores de arranque, equipos de arranque y control para grandes motores diesel, aspiradoras industriales, sirenas, aprietatuercas, claveteadoras, fresas en odontología, son otros ejemplos de las muchas y variadas áreas de aplicación del aire comprimido. Instalación completa En la Figura 2 se muestra una instalación de aire comprimido, un compresor que suministra este fluido y una red de tuberías que lo distribuye.  4 Figura 1: Uso de aire comprimido. Un compresor puede diseñarse de muchas formas diferentes. Las dimensiones exteriores varían desde algunos dm. hasta varios metros. La máquina puede ser rotativa o alternativa, y por su ubicación puede ser estacionaria (sobre fundación en una factoría industrial y sobre una bancada en el caso de las unidades compactas), o transportable, como es usual en el caso de las que utilizan los contratistas. Las unidades de accionamiento pueden ser, un motor eléctrico o un motor de combustión, transmitiéndose la potencia a través de un acoplamiento directo, o a través de correas trapezoidales. Figura 2: Instalación de aire comprimido. La mayoría de los compresores deben tener un depósito de aire (calderín). Todos los compresores de pistón requieren un calderín de considerable tamaño. Los compresores de tornillo y otros tipos de
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