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Al calcular el caudal de aire de un compresor, adems del consumo de todos los equipos de la planta, hay que tener en cuenta algunos aspectos adicionales.
4 consejos para calcular el caudal de un compresor
Posiblemente, una de las grandes dificultades con las que se encuentran los s del aire comprimido es la de calcular el caudal del compresor. No es tarea fcil y en muchos casos, la incertidumbre sobre el clculo es tan alta que los factores de seguridad que se toman son muy elevados seleccionando compresores excesivamente grandes. Esto genera problemas de funcionamiento en los propios compresores y un excesivo consumo de energa.
Un clculo preciso del caudal de aire implica un trabajo complicado que requiere de la ayuda de expertos. Losconsejos de este artculo ayudarn a determinar el caudal de aire del compresor con la mayor precisin posible, siendoaplicables a la mayora de los casos industriales.
Como norma general, al calcular el caudal de aire de un compresor, no solo se sumar el consumo de todos los equipos de la planta, sino que habr que tener en cuenta algunos aspectos adicionales que tambin influyen en su determinacin.
A continuacin, explicaremos paso a paso algunos de estos aspectos con un ejemplo prctico, basado en una hipottica empresa que necesita un compresor para el funcionamiento de su proceso de fabricacin de cajones de madera.
1. Determinar el caudal en funcin del proceso
En esta primera fase, hay que analizar cmo es el proceso para el que se necesita el aire comprimido. En nuestro ejemplo, la fabricacin de cajones de madera.
La mejor forma es analizarlo en funcin de los diferentes usos del aire:
Pequeos consumidores de aire como taladros, pulidoras, atornilladores, pistolas de impacto
Mquinas automticas. En este grupo se incluirn aquellos equipos que estn en funcionamiento constante en nuestro proceso y que tienen un consumo estable, como por ejemplo unos cilindros o la maquinaria industrial neumtica empleada en nuestro proceso.
Procesos generales. En muchas aplicaciones industriales existen procesos perfectamente definidos, cuyo consumo de aire comprimido est tambin claramente calculado. Un ejemplo puede ser el proceso de chorreado o de pintura, el embalaje o el transporte neumtico.
En la fabricacin de los cajones de madera, hay que definir cada uno de los apartados anteriores, realizando para cada uno de ellos una tabla con sus valores calculados.
Pequeos consumidores de aire:
Mquinas automticas:
Proceso general:
2. Tasa de uso
La mayora de los pequeos consumidores neumticos no estn en uso continuo. Se encienden y se apagan en funcin del momento de su utilizacin. Por este motivo, debemos analizar nuestro proceso para calcular el tiempo promedio de uso y as definir la demanda de aire requerida.
Acudimos a nuestro ejemplo para la fabricacin de cajones de madera. En la primera fase de fabricacin hay que utilizar la lijadora durante 15 minutos.
Con la siguiente frmula se determinar la tasa de uso de la lijadora:
TASA = 15 min / 60 min 100 %
TASA = 25%
En el siguiente proceso se usan los taladros y atornilladores. La duracin del proceso se estima en 35 minutos, luego la TASA es de 58,3 %.
Con las grapadoras, hay un problema de definicin de uso. Durante el proceso su uso es bastante aleatorio, por lo que se deber acordar una TASA elevada segn nuestro criterio particular. Acordamos definir el 80%.
Para las mquinas automticas el proceso es continuo, luego la TASA es del 100%. En el caso de la cabina de pintura ya est calculado por el fabricante el consumo de aire comprimido por hora, por lo que se considera una TASA del 100%.
3. Factor de simultaneidad
El factor de simultaneidad es un valor basado en la experiencia y en el diseo del proceso. Hay que definir qu equipos se estn usando al mismo tiempo para conseguir conocer el caudal simultneo que puede requerir nuestro proceso.
Volviendo a nuestro ejemplo, cuando diseamos el proceso para la fabricacin de los cajones de madera tuvimos que determinar las distintas etapas de fabricacin y qu equipos necesitaramos.
Determinamos que para la fabricacin de cajones necesitaremos tres taladros y tres atornilladores, siendo necesarios dos operarios para el trabajo. El nmero de operarios implica que no podrn estar las 6 herramientas en funcionamiento al mismo tiempo. En esta circunstancia solo podrn funcionar simultneamente dos taladros o dos atornilladores o uno de cada, es decir, un 34% del total de los equipos disponibles, luego el factor de simultaneidad ser 0,34.
Esta misma deduccin se aplicar al resto de equipos. Con la lijadora consideramos que una est en funcionamiento y la otra en reserva, con lo que el factor es 0,5. Con las grapadoras se realiza un uso un poco indiscriminado, luego consideraremos un factor de simultaneidad alto del 0,7.
En el caso de los cilindros neumticos, embaladora y cabina de pintura, no hay tasa de simultaneidad, debido a que estos procesos no se alternan entre ellos, luego consideraremos el factor 1.
Aadiendo a nuestra tabla el nuevo factor ya podemos definir el caudal requerido por los equipos y procesos.
4. Factor de riesgo
Aunque con los clculos anteriores hemos definido un proceso lgico para averiguar cul es el caudal de aire comprimido necesario de nuestro proceso, existen otros factores que se deben considerar:
Prdidas por fugas. Este es un valor muy controvertido, pero est demostrado que es muy difcil realizar una instalacin de aire comprimido con fugacidad 0. Nosotros recomendamos considerar un factor entre el 3% y el 5% como mximo. Si una vez terminada la instalacin de aire comprimido y puesto en marcha el proceso de fabricacin, se observa que hay un alto nivel de prdidas por fugas, es mucho ms rentable tratar de corregirlas o modificar la instalacin, que instalar un compresor mayor que cubra las necesidades de aire comprimido y las fugas detectadas.
Reservas para ampliaciones futuras. Hemos dimensionado nuestro sistema de aire comprimido para un consumo actual, pero seguramente se tiene en mente la ampliacin a corto y medio plazo. En este caso se debe considerar el dimensionar el tamao del compresor o compresores, as como el sistema de tratamiento y trazado de la instalacin neumtica, considerando esta posible ampliacin. Tener que hacerlo despus puede resultar ms caro y complicado. Calcular las reservas futuras no implica comprar compresores mayores en esta primera fase. Se puede dimensionar la planta pensando en dos compresores que cubran el 100%, adquiriendo uno ahora y el segundo cuando se realice la ampliacin. Todas las combinaciones son posibles.
A pesar del esmerado esfuerzo en realizar un clculo preciso y coherente, es posible cometer algn error. Buscar el punto exacto entre un caudal muy pequeo o excesivamente grande no es fcil. En cualquier caso, recomendamos tomarse un margen de seguridad entre un 5% y un 10%.
Con esta nueva valoracin, nuestra tabla queda ampliada de la siguiente manera:
Finalmente, se ha calculado un caudal de aire comprimido de 10046 L/min incluyendo una previsin de ampliacin futura. Como el caudal calculado en el proceso actual es de 5023 L/min, lo lgico sera adquirir un compresor de estas caractersticas y dejar la instalacin y el espacio reservado para la ampliacin futura con un equipo similar. Las tuberas se deberan dimensionar considerando el caudal futuro.
Es evidente que existen muchos otros factores y muchos otros procesos para los que este pequeo estudio se quedara corto, pero consideramos que, en un alto porcentaje de los casos, siguiendo el ejemplo descrito anteriormente se puede determinar el caudal de aire comprimido perfectamente.
El siguiente paso sera dimensionar la red de tuberas; calcular los equipos de tratamiento; y realizar un buen anlisis del sistema de control de toda la sala de aire comprimido, determinando la posicin de transmisores de presin, vlvulas de corte, recipientes a presin, presostatos, caudalmetros, etc.
Viernes, 23 de mayo de 2025 
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