EL AIRE:
El aire atmosférico es un gas incoloro, inodoro e insípido. Está constituido por una mezcla de gases, principalmente nitrógeno y oxígeno.
El aire limpio y puro forma una capa de aproximadamente 500.000 millones de toneladas que rodea la Tierra. El aire contiene, además de polvo en suspensión, vapor de agua en una cantidad que varía con la temperatura y la situación geográfica. Esta cantidad de vapor de agua varía también con la presión y éste es un factor importante a tener en cuenta al estudiar los efectos del mismo sobre las instalaciones del aire comprimido.
Conceptos
Humedad relativa: La expresión "humedad relativa del aire" se refiere al contenido de vapor de agua del aire; es la razón de la masa del vapor de agua respecto al volumen total del sistema, usualmente expresada en gramos por metro cúbico . Ejemplo: 1 m 3 de aire a 25 o C puede retener alrededor de 24 g/m 3 , si retiene los 24 g/m 3 completos, entonces decimos que tiene el 100% de de humedad relativa; si el mismo metro cúbico de aire retiene 12 g/m 3 de humedad, decimos que tiene el 50% de humedad relativa.
Humedad relativa: La expresión "humedad relativa del aire" se refiere al contenido de vapor de agua del aire; es la razón de la masa del vapor de agua respecto al volumen total del sistema, usualmente expresada en gramos por metro cúbico . Ejemplo: 1 m 3 de aire a 25 o C puede retener alrededor de 24 g/m 3 , si retiene los 24 g/m 3 completos, entonces decimos que tiene el 100% de de humedad relativa; si el mismo metro cúbico de aire retiene 12 g/m 3 de humedad, decimos que tiene el 50% de humedad relativa.
Punto de saturación: Es el punto en el que el aire retiene todo el vapor de agua que puede o sea el 100% de humedad relativa.
Humedad Absoluta. En un sistema de aire húmedo es la razón de la masa del vapor de agua respecto al volumen total del sistema; usualmente expresada en gramos por metro cúbico.
Humedad específica. Es el peso de vapor de agua que como máximo puede contener cada unidad de peso del aire seco.
Presión Atmosférica. Es la presión que ejerce la atmósfera en un punto específico como consecuencia de la acción de la fuerza de gravedad sobre la columna de aire que se encuentra encima de este punto.
Presión parcial: La presión parcial (P) de un gas viene determinada por la concentración del gas y por la presión ambiental.
Punto de rocío: Puede decirse que es la temperatura a la que el vapor de agua de la atmósfera empieza a condensarse
Condensado: Líquido formado a partir del vapor de agua existente en el aire comprimido, debido a un descenso en la temperatura del aire comprimido y/o a un aumento de presión.
Cuando el aire sale del compresor y se extiende por el sistema, comienza a enfriarse. Una vez que la temperatura del aire cae por debajo de la temperatura del punto de rocío a presión comienzan a condensarse las gotas de agua.
Es necesario quitar la humedad y los contaminantes del sistema de aire comprimido para bajar el punto de rocío y evitar los problemas de operación, los costos de mantenimiento y los gastos de reparación.
Generalidades
Las principales características que presenta el aire son: expansibilidad y compresibilidad; como resultado de éste comportamiento se hace necesario utilizar algunas unidades que son importantes para el manejo del aire.
Las principales características que presenta el aire son: expansibilidad y compresibilidad; como resultado de éste comportamiento se hace necesario utilizar algunas unidades que son importantes para el manejo del aire.
El caudal y la presión son las dos magnitudes fundamentales en la neumática.
Se distinguen tres tipos de presión: atmosférica, efectiva o relativa y absoluta.
La presión atmosférica viene dada por el peso del aire que se encuentra sobre la superficie de la tierra. A nivel del mar es de 760 mm . de columna de Hg. o de 1,033 dm 3 de volumen de agua. El volumen de esta columna de agua, teniendo como base 1 cm . es de 0.01 dm 2 x 103 dm = 1,033 dm 3 y su peso vale 1,033 Kg . Por consiguiente, la presión ejercida por la atmósfera será de 1.033 Kg ./cm 2 .
Se conoce por presión efectiva o relativa en la práctica corriente a la diferencia entre la presión reinante en un recipiente menos la presión atmosférica. Los instrumentos que la miden se llaman manómetros.
El concepto de presión absoluta se reserva para las presiones referidas al cero absoluto; definiéndose como depresión la diferencia entre el valor de la presión atmosférica y la presión cero absoluto o presión de vacío (que es nula).
Salvo en los casos en que se especifique lo contrario, al hablar de presión se refiere a la presión relativa.
La presión
Es por definición, el cociente de dividir una fuerza por la superficie que recibe su acción: P = F/A.
Los elementos neumáticos son concebidos, por lo general, para resistir una presión máxima de 8 hasta 10 bares. No obstante, para que el sistema funcione económicamente, es suficiente aplicar una presión de 6 bares. Dadas las resistencias que se oponen al flujo del aire en los diversos elementos (por ejemplo, en las zonas de estrangulación) y en las tuberías, deberá contarse con una pérdida de presión del orden de 0,1 hasta 0,5 bares. En consecuencia, el compresor debería generar una presión de 6,5 hasta 7 bar., con el fin de mantener una presión de servicio de 6 bar.
El caudal
Se presenta como el volumen de fluido que pasa por una tubería o conducto por unidad de tiempo. La unidad planteada por el "Compressed Air Gas Institute" de USA es 1N m 3 /h que significa 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%.
Estas condiciones varían según el área de influencia tecnológica; es así como la norma Cetop RP -44P para Europa plantea como condiciones normales la temperatura de 20°C a la presión de 1013 mbar, y con una humedad relativa del 65%.
Ejemplo: En la ficha técnica de un compresor, se indica que éste es capaz de producir 12 dm 3 /segundo a 800 kPa (8 bares). Esto significa que el compresor suministra 12 dm 3 /segundo de aire y comprime éste a una presión manométrica de 800 kPa.
El aire comprimido es utilizado generalmente, como un medio de transmisión de energía para propósitos múltiples, señalándose como principales usos los siguientes:
Energía para movimiento de herramientas y equipos
Energía para control y operación de procesos o equipos (Energía Potencial, inversa con respecto a Presión Atmosférica), para manejo de Materiales, crear atmósferas especiales en procesos, etc.
El conjunto de variables que interactúan en los conceptos expresados anteriormente nos permiten reflexionar sobre el tratamiento que debe hacerse al aire antes de ser llevado a los puestos de trabajo. La humedad existente en el aire comprimido es un factor importante a tener en cuenta al estudiar instalaciones neumáticas.
El Aire Comprimido puede considerarse como una energía ampliamente utilizada, principalmente en industrias, cuyo costo es alto, pues parte de la mayoría de los casos de electricidad comprada o vapor producido, más el costo financiero de su propia instalación, operación y mantenimiento. Siendo un energético caro, el uso del aire comprimido debe ser analizado cuidadosamente, con el objetivo de sustituir su empleo en todos aquellos casos donde existan alternativas más económicas.
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