Mantenimiento en Latinoamerica Volumen 7 N° 1

El almacenamiento apropiado del aire comprimido es una de
las partes más importantes de un sistema de aire comprimido
bien diseñado, pero frecuentemente una de las partes menos
contempladas y cuidadas. Llámelo como usted quiera,
tanques, tachos o pulmones ellos hacen siempre lo mismo:
almacenan el aire comprimido. Este almacenamiento puede
ayudarlo a mejorar la eficiencia haciendo que la presión sea
constante y no se reflejen en la línea las pulsaciones de la
presión de los compresores, ayudan a precipitar parte de la
humedad, estabiliza y balancea la presión y mejora el
rendimiento de los compresores operando en carga parcial
además de suplir el aire necesario para cubrir una demanda
eventual.
Cuando haga una reingeniería del sistema o compre un nuevo
tanque, hágalo generosamente ya que usted no cambiara el
tanque con el próximo compresor que agregue en su
instalación.
La regla general para compresores a tornillo lubricados que
operan en carga y descarga se orienta a usar
aproximadamente 0.4 a 0.7 m3 de almacenamiento por cada
m3/min de aire entregado por el compresor. Este
almacenamiento también será función del tipo de compresor,
sistema de control, y la cantidad de eventos transitorios que
ocurran.
En el caso de diseño de un sistema con múltiples
compresores, el equipo a considerar para diseño o selección
del tanque es el de punta a fin de evitar que funcione con
carga parcial. Es muy importante considerar también el
tiempo que demora en entrar en servicio y comenzar a
entregar aire comprimido el compresor que actuara como
compresor de punta a fin de evitar caídas de presión en la
línea.
Un tanque con aire y sin un diferencial de presión con la línea
no tendrá ningún efecto y no almacenara aire. El tanque debe
ser visto como un dique en un rio. Si existe un caudal que
ingresa igual al que sale no tendremos acumulación. Cuando
la salida es menor que el ingreso comenzaremos a acumular
para que cuando tengamos una demanda puntual mayor al
ingreso podamos cubrir dicho déficit con la diferencia
acumulada.
El volumen de aire usable en el tanque dependerá de la
diferencia de presión. Con la siguiente formula podemos ver
cómo interactúan los diferentes parámetros:
Siendo:
T: Tiempo en minutos
V: Volumen del tanque
P1: Presión inicial en bar
P2: Presión final en bar
C: Demanda de aire en m3/min
Pa: Presión Atmosférica
La presión atmosférica a nivel del mar es aproximadamente 1
bar (1000 hPa), pero considere usted que esta varia con la
altura. Por ejemplo al momento en que estoy escribiendo
esta nota la presión atmosférica en la Ciudad de Buenos Aires
es de 1009 hPa y en Mendoza 925 hPa.
Cuidado, no caiga en la tentación de creer que por elevar la
presión del sistema aumentara la capacidad de
almacenamiento ya que por cada bar adicional de presión
sobre los 6 bar, el consumo se incrementa entre 7 y 10%.
Además, recuerde que a mayor presión, mayores son las
fugas. Los controladores de presión y caudal, al igual que los
reguladores de presión lo ayudaran a maximizar las ventajas
del almacenamiento
En USA todos los tanques deben ser construidos acorde a las
normas ASME, llevan una estampilla, número de serie y
deben ser registrados. En Argentina los fabricantes,
generalmente construyen los tanques acorde a la norma
ASME dado que no existe una norma local que regule el
diseño de los tanques, aunque si normas provinciales que
exigen medición de espesores y pruebas hidráulicas
regulares.
Una alternativa cuando el almacenamiento es escaso y
existen varios compresores es escalonar y comenzar a
prender compresores a medida que la presión disminuye.
Pero en el caso que el evento sea puntual de muy corta
duración estaremos encendiendo un compresor y para el
momento en que la unidad está en régimen y operando el
evento, seguramente, habrá finalizado, la caída de presión en
la línea la tuvimos igual y encima encendimos un compresor
consumiendo más energía.
Recuerdo el caso de un productor de bebidas que tenía una
pérdida de presión en la línea en diferentes momentos del día
(puntuales), lo cual causaba problemas a la producción y
hacia que otro compresor debiera entrar en servicio. El
cliente me había pedido asesoramiento para saber que
compresor debía comprar ya que todos los vendedores de
equipo ofrecían unidades muy sobredimensionadas para el
caso.
Mientras trabajaba, durante la auditoria, la empresa decidió
agregar un ítem al contrato y hacer un estudio detallado de
las demandas de aire comprimido de todas las líneas y así
saber que era exactamente lo que estaba sucediendo. Ese
estudio revelo un evento que demandaba aproximadamente
4.25 m3/min y duraba algo menos de un minuto. El estudio
revelo además que sin esas demandas intermitentes, el
equipamiento existente de compresores era adecuado para la
demanda. La solución final fue instalar un tanque de
almacenamiento auxiliar para compensar esos picos de
demanda. La solución fue muy económica frente a la compra
de un nuevo compresor. Gracias a los ahorros de energía que
suponía un compresor de mayor potencia el repago de esta
inversión fue inferior a 12 meses.
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