TEMA 5.
TEMA 5.
AIRE COMPRIMIDO
AIRE COMPRIMIDO
2 2 PCM/ITOP 2010/11Tema 5. Aire comprimido
Tema 5. Aire comprimido
1.1. Aire comprimidoAire comprimido 2.
2. CompresoresCompresores 2.1.
2.1. Tipos de compresoresTipos de compresores
2.2
2.2.. SelecciSeleccióón de un compresorn de un compresor 2.3.
2.3. Rendimiento de un compresorRendimiento de un compresor
2.4.
2.4. RegulaciRegulacióón de un compresorn de un compresor 2.5.
2.5. RefrigeraciRefrigeracióón de un compresorn de un compresor
2.6.
2.6. Acumulador de aire comprimidoAcumulador de aire comprimido
2.7. 2.7. SecadoresSecadores 2.8. 2.8. FiltrosFiltros 3 3 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Tema 5. Aire comprimido
Tema 5. Aire comprimido
3.
3. MMááquinas accionadas por aire comprimidoquinas accionadas por aire comprimido (y equipos hidr
(y equipos hidrááulicos)ulicos) 3.1.
3.1. Martillo rompedorMartillo rompedor 3.2.
3.2. Martillo perforadorMartillo perforador 3.3.
3.3. Martillo de fondoMartillo de fondo 3.4.
3.4. Soportes para martillosSoportes para martillos 3.5.
3.5. VagVagóón n drilldrillo perforadoraso perforadoras 3.6.
3.6. Carros perforadores o Carros perforadores o JumbosJumbos
4 4 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Aire comprimido
Aire comprimido
¾¾ El aire comprimido es el aire cuya presiEl aire comprimido es el aire cuya presióón es mayor que la n es mayor que la
atmosf
atmosféérica.rica. ¾
¾ Las caracterLas caracteríísticas msticas máás importantes son:s importantes son:
El escape de aire no es tEl escape de aire no es tóóxico ni explosivo.xico ni explosivo.
No presenta riesgo de chispas.No presenta riesgo de chispas.
No implica riesgos graves ni peligro de accidentes. No implica riesgos graves ni peligro de accidentes.
Los circuitos de aire no estLos circuitos de aire no estáán expuestos al golpe de ariete.n expuestos al golpe de ariete.
Los costos no son mucho mayores que para otros sistemas Los costos no son mucho mayores que para otros sistemas
de energ
5 5 PCM/ITOP 2010/11
Aire comprimido
Aire comprimido
¾¾ Las principales aplicaciones del aire comprimido en las obras Las principales aplicaciones del aire comprimido en las obras
p
púúblicas son:blicas son:
Canteras y voladuras.Canteras y voladuras.
CompactaciCompactacióón y vibrado de hormign y vibrado de hormigóón.n.
Plantas de machaqueo.Plantas de machaqueo.
Hinca de pilotes.Hinca de pilotes.
6 6 PCM/ITOP 2010/11
Aire comprimido
Aire comprimido
¾¾ Trabajo realizado para pasar de (VTrabajo realizado para pasar de (V1 1 , P, P11) a (V) a (V2 2 , P, P22))
CompresiCompresióón isotn isotéérmicarmica
CompresiCompresióón adiabn adiabááticatica
2 1 1 1
· ·ln
P
W
P V
P
=
1 2 1 1 1· ·
1
1
n nn
P
W
P V
n
P
−⎡
⎤
⎛
⎞
⎢
⎥
=
⎢
⎜
⎟
−
⎥
−
⎝
⎠
⎢
⎥
⎣
⎦
7 7 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11Aire comprimido
Aire comprimido
¾¾ Trabajo realizado para pasar de (VTrabajo realizado para pasar de (V1 1 , P, P11) a (V) a (V3 3 , P, P33))
CompresiCompresióón adiabn adiabáática biftica bifáásicasica
siendo siendo 1 1 3 2 1 1 1 2
· ·
2
1
n n nP
nn
P
W
P V
n
P
P
− −⎡
⎤
⎛
⎞
⎛
⎞
⎢
⎥
=
⎢
⎜
⎟
+
⎜
⎟
−
⎥
−
⎝
⎠
⎝
⎠
⎢
⎥
⎣
⎦
2 1·
3P
=
P P
8 8 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11Aire comprimido
Aire comprimido
¾¾ Trabajo realizado para pasar de (VTrabajo realizado para pasar de (V1 1 , P, P11) a (V) a (V4 4 , P, P44))
CompresiCompresióón adiabn adiabáática triftica trifáásicasica
siendo y siendo y 1 1 1 3 2 4 1 1 1 2 3
· ·
3
1
n n n n nP
nn
P
P
W
P V
n
P
P
P
− − −⎡
⎤
⎛
⎞
⎛
⎞
⎛
⎞
⎢
⎥
=
⎢
⎜
⎟
+
⎜
⎟
+
⎜
⎟
−
⎥
−
⎝
⎠
⎝
⎠
⎝
⎠
⎢
⎥
⎣
⎦
2 3 2 1·
4P
=
P P
3 2 3 1·
4P
=
P P
9 9 PCM/ITOP 2010/11
Compresores
Compresores
¾¾ Los compresores son las mLos compresores son las mááquinas que generan aire quinas que generan aire
comprimido.
comprimido. ¾
¾ Aspiran aire a presiAspiran aire a presióón atmosfn atmosféérica y lo comprimen hasta rica y lo comprimen hasta
conferirle una presi
conferirle una presióón mayor, para vencer la resistencia del n mayor, para vencer la resistencia del
aire a comprimirse disponen de un motor.
aire a comprimirse disponen de un motor. ¾
¾ En instalaciones fijas, los mecanismos neumEn instalaciones fijas, los mecanismos neumááticos se ticos se
alimentan desde una estaci
alimentan desde una estacióón central, a travn central, a travéés de tubers de tuberíías. as. Por lo tanto, no es necesario calcular ni proyectar la
Por lo tanto, no es necesario calcular ni proyectar la
transformaci
transformacióón de la energn de la energíía para cada uno de los a para cada uno de los consumidores. consumidores. 10 10 PCM/ITOP 2010/11
Compresores
Compresores
¾¾ Los compresores mLos compresores móóviles se utilizan en mviles se utilizan en mááquinas que se quinas que se
desplazan frecuentemente. desplazan frecuentemente. 11 11 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Tipos de compresores
Tipos de compresores
¾¾ Se distinguen dos tipos bSe distinguen dos tipos báásicos de funcionamiento de los sicos de funcionamiento de los
compresores:
compresores:
El primero trabaja segEl primero trabaja segúún el n el principio de desplazamientoprincipio de desplazamiento. La . La
compresi
compresióón se obtiene por la admisin se obtiene por la admisióón del aire en un n del aire en un recinto herm
recinto herméético, donde se reduce luego el volumen. Se tico, donde se reduce luego el volumen. Se utiliza en los compresores de
utiliza en los compresores de éémbolo (oscilante o rotativo).mbolo (oscilante o rotativo).
El otro trabaja segEl otro trabaja segúún el n el principio de la dinprincipio de la dináámica de los mica de los
fluidos
fluidos. El aire es aspirado por un lado y comprimido como . El aire es aspirado por un lado y comprimido como consecuencia de la aceleraci
consecuencia de la aceleracióón de la masa (turbina).n de la masa (turbina).
12 12 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Tipos de compresores
Tipos de compresores
¾¾ Los compresores se clasifican en:Los compresores se clasifican en:
De desplazamientoDe desplazamiento
9
9Alternativos o de Alternativos o de éémbolo oscilantembolo oscilante
Compresor de pistCompresor de pistóónn
Compresor de membranaCompresor de membrana 9
9Rotativos o de Rotativos o de éémbolo rotativombolo rotativo
Compresor de paletasCompresor de paletas
Compresor de tornillosCompresor de tornillos
DinDináámicos o turbocompresoresmicos o turbocompresores
9
9Compresor axialCompresor axial
9
13 13
PCM/ITOP 2010/11
Compresores alternativos. Compresor de pist
Compresores alternativos. Compresor de pist
ó
ó
n
n
¾
¾ Este es el tipo de compresor mEste es el tipo de compresor máás difundido actualmente. Es s difundido actualmente. Es
apropiado para comprimir a baja, media o alta presi
apropiado para comprimir a baja, media o alta presióón. Es n. Es muy robusto. muy robusto. 14 14 PCM/ITOP 2010/11
Compresores
Compresores
alternativos. Compresor de pist
alternativos. Compresor de pist
ó
ó
n
n
¾
¾ Para obtener el aire a presiones elevadas, es necesario Para obtener el aire a presiones elevadas, es necesario
disponer varias etapas compresoras.
disponer varias etapas compresoras. ¾
¾ El aire aspirado se somete a una El aire aspirado se somete a una
compresi
compresióón previa por el primer n previa por el primer é
émbolo, seguidamente se refrigera, mbolo, seguidamente se refrigera, para luego ser comprimido por el
para luego ser comprimido por el
siguiente
siguiente éémbolo. mbolo. ¾
¾ El volumen de la segunda cEl volumen de la segunda cáámara mara
de compresi
de compresióón es mn es máás peques pequeñño o
que el de la primera. que el de la primera. 15 15 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Compresores alternativos. Compresor de pist
Compresores alternativos. Compresor de pist
ó
ó
n
n
¾
¾ El nEl núúmero de etapas en funcimero de etapas en funcióón de la presin de la presióón es:n es:
3 3 M Máás de 1500 s de 1500 kPakPa 2 2 De 400 a 1500 De 400 a 1500 kPakPa 1 1 Hasta 400
Hasta 400 kPakPa
N Nººde etapasde etapas Presi Presióónn 16 16 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Compresores alternativos.
Compresores alternativos.
Compresor de membrana
Compresor de membrana
¾¾ Una membrana separa el Una membrana separa el éémbolo mbolo
de la c
de la cáámara de trabajo; el aire mara de trabajo; el aire no entra en contacto con las
no entra en contacto con las
piezas m
piezas móóviles. Por tanto, en viles. Por tanto, en
todo caso, el aire comprimido
todo caso, el aire comprimido
estar
estarááexento de aceite. Su exento de aceite. Su
principal inconveniente es su
principal inconveniente es su
peque
pequeñño caudal. Su principal uso o caudal. Su principal uso es la industria qu
es la industria quíímica y mica y
farmac
17 17
PCM/ITOP 2010/11
Compresores rotativos. Compresor de paletas
Compresores rotativos. Compresor de paletas
¾¾ Un rotor excUn rotor excééntrico gira en el interior de un cntrico gira en el interior de un cáárter cilrter cilííndrico ndrico
provisto de ranuras de entrada y de salida.
provisto de ranuras de entrada y de salida. ¾
¾ El rotor estEl rotor estááprovisto de un cierto nprovisto de un cierto núúmero de aletas que se mero de aletas que se
deslizan en el interior de las ranuras y forman las c
deslizan en el interior de las ranuras y forman las céélulas con lulas con la pared del c
la pared del cáárter. rter. ¾
¾ Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas por la fuerza Cuando el rotor gira, las aletas son oprimidas por la fuerza
centr
centríífuga contra la pared del cfuga contra la pared del cáárter.rter. ¾
¾ Debido a la excentricidad el volumen de las cDebido a la excentricidad el volumen de las céélulas varlulas varíía a
constantemente.
constantemente.
18 18
PCM/ITOP 2010/11
Compresores rotativos. Compresor de paletas
Compresores rotativos. Compresor de paletas
19 19
PCM/ITOP
PCM/ITOP 2010/112010/11
Compresores rotativos. Compresor de paletas
Compresores rotativos. Compresor de paletas
¾¾ Las Las ventajasventajasde este compresor son:de este compresor son:
Sus dimensiones reducidas.Sus dimensiones reducidas.
Su funcionamiento silencioso. Su funcionamiento silencioso.
Su caudal prSu caudal práácticamente uniforme y sin sacudidas. cticamente uniforme y sin sacudidas.
¾
¾ Sus principales Sus principales inconvenientesinconvenientesson:son:
Las presiones de salida no son altas, inferiores a 6 Las presiones de salida no son altas, inferiores a 6 KpKp/cm/cm22..
El rendimiento energEl rendimiento energéético es inferior a los de pisttico es inferior a los de pistóón.n.
20 20
PCM/ITOP
PCM/ITOP 2010/112010/11
Compresores rotativos. Compresor de tornillo
Compresores rotativos. Compresor de tornillo
¾¾ EstEstááformado por dos rotores con un estriado helicoidal que formado por dos rotores con un estriado helicoidal que
engranan entre s
engranan entre síí.. ¾
¾ Uno de los rotores, el macho tiene cuatro lUno de los rotores, el macho tiene cuatro lóóbulos y el otro, el bulos y el otro, el
hembra, tiene seis
hembra, tiene seis contralcontralóóbulosbulos. . ¾
¾ Cuando el rotor macho no encaja con el hembra, el aire ocupa Cuando el rotor macho no encaja con el hembra, el aire ocupa
todo el espacio entre el rotor y la carcasa.
todo el espacio entre el rotor y la carcasa. ¾
¾ Como el rotor macho gira, llega un momento en el que se Como el rotor macho gira, llega un momento en el que se
cierra el hueco de entrada.
cierra el hueco de entrada. ¾
¾ Entonces, el aire se comprime al quedar atrapado en la Entonces, el aire se comprime al quedar atrapado en la
acanaladura del rotor hembra.
21 21
PCM/ITOP 2010/11
Compresores rotativos. Compresor de tornillo
Compresores rotativos. Compresor de tornillo
¾¾ Sus principales ventajas son que es silencioso y que el aire Sus principales ventajas son que es silencioso y que el aire
est
estáálimpio, y su principal inconveniente es su precio.limpio, y su principal inconveniente es su precio.
22 22 PCM/ITOP 2010/11
Turbocompresores
Turbocompresores
¾¾ Trabajan segTrabajan segúún el principio de la dinn el principio de la dináámica de los fluidos.mica de los fluidos.
¾
¾ Son apropiados para grandes caudales. Son apropiados para grandes caudales.
¾
¾ El aire se pone en circulaciEl aire se pone en circulacióón por medio de una o varias n por medio de una o varias
ruedas de turbina.
ruedas de turbina. ¾
¾ La energLa energíía cina cinéética se convierte en una energtica se convierte en una energíía ela eláástica de stica de
compresi
compresióón. n. ¾
¾ Se fabrican de tipo axial y radial.Se fabrican de tipo axial y radial.
23 23 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Turbocompresores
Turbocompresores
¾ ¾ AxialAxial La rotaciLa rotacióón de los alabes acelera el n de los alabes acelera el aire en sentido axial de flujo.
aire en sentido axial de flujo.
¾
¾ RadialRadial
Aceleraci
Aceleracióón progresiva de cn progresiva de cáámara a mara a c
cáámara en sentido radial hacia mara en sentido radial hacia
afuera; el aire en circulaci
afuera; el aire en circulacióón regresa n regresa de nuevo al eje. Desde aqu
de nuevo al eje. Desde aquííse se vuelve a acelerar hacia afuera.
vuelve a acelerar hacia afuera.
PCM/ITOP
PCM/ITOP 2010/112010/11
Selecci
Selecci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ Las dos caracterLas dos caracteríísticas bsticas báásicas de un compresor son:sicas de un compresor son:
El caudalEl caudal
La presiLa presióón.n.
¾
¾ El El caudal caudal es el volumen de aire por unidad de tiempo que es el volumen de aire por unidad de tiempo que
suministra el compresor. Existen dos conceptos.
suministra el compresor. Existen dos conceptos.
Caudal teCaudal teóóricorico
Caudal efectivo o real.Caudal efectivo o real.
¾
¾ En el compresor de En el compresor de éémbolo oscilante, el mbolo oscilante, el caudal tecaudal teóóricoricoes es
igual al producto de cilindrada por la velocidad de rotaci
igual al producto de cilindrada por la velocidad de rotacióón.n. ¾
¾ El El caudal efectivocaudal efectivodepende del compresor y de la presidepende del compresor y de la presióón. Es n. Es
el que acciona y regula los equipos neum
25 25
PCM/ITOP 2010/11
Selecci
Selecci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ TambiTambiéén se tienen dos n se tienen dos presionespresiones::
La presiLa presióón de servicion de servicio
La presiLa presióón de trabajo.n de trabajo.
¾
¾ La La presipresióón de servicion de servicioes la suministrada por el compresor o es la suministrada por el compresor o
acumulador, y es la que existe en las tuber
acumulador, y es la que existe en las tuberíías que alimentan a as que alimentan a
los consumidores.
los consumidores. ¾
¾ La La presipresióón de trabajon de trabajoes la necesaria en el puesto de trabajo es la necesaria en el puesto de trabajo
considerado. En la mayor
considerado. En la mayoríía de los casos, es de 600 a de los casos, es de 600 kPakPa(6 (6 bar). Por eso, los datos de servicio de los elementos se
bar). Por eso, los datos de servicio de los elementos se
refieren a esta presi
refieren a esta presióón.n.
26 26 PCM/ITOP 2010/11
Rendimiento de un compresor
Rendimiento de un compresor
¾¾ Se distinguen distintos tipos de rendimiento:Se distinguen distintos tipos de rendimiento:
Rendimiento volumRendimiento voluméétricotrico: cociente entre desplazamiento : cociente entre desplazamiento
(caudal te
(caudal teóórico de entrada) y capacidad (caudal que se rico de entrada) y capacidad (caudal que se descarga considerando el gas en estado libre).
descarga considerando el gas en estado libre).
Rendimiento de compresiRendimiento de compresióónn: relaci: relacióón entre el trabajo que n entre el trabajo que
se consumir
se consumiríía en el ciclo isota en el ciclo isotéérmico y el trabajo absorbido rmico y el trabajo absorbido real.
real.
Rendimiento mecRendimiento mecáániconico: relaci: relacióón entre la potencia real y la n entre la potencia real y la
potencia en el motor.
potencia en el motor.
Rendimiento totalRendimiento total: producto del rendimiento de compresi: producto del rendimiento de compresióón n
por el rendimiento mec
por el rendimiento mecáánico. Expresa la relacinico. Expresa la relacióón entre la n entre la
energ
energíía tea teóórica en el proceso isotrica en el proceso isotéérmico y la energrmico y la energíía a absorbida realmente. absorbida realmente. 27 27 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Regulaci
Regulaci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ Tiene por objeto adaptar el caudal suministrado por el Tiene por objeto adaptar el caudal suministrado por el
compresor al consumo que fluct
compresor al consumo que fluctúúa. El caudal vara. El caudal varíía entre dos a entre dos
valores l
valores líímites (presiones mmites (presiones mááxima y mxima y míínima). nima). ¾
¾ Existen diferentes clases de regulaciones:Existen diferentes clases de regulaciones:
RegulaciRegulacióón de marcha en vacn de marcha en vacíío:o:
9
9RegulaciRegulacióón por escape a la atmn por escape a la atmóósferasfera
9
9RegulaciRegulacióón por aislamiento de la aspiracin por aislamiento de la aspiracióónn
9
9RegulaciRegulacióón por apertura de la aspiracin por apertura de la aspiracióónn
RegulaciRegulacióón de carga parcialn de carga parcial
9
9RegulaciRegulacióón de la velocidad de rotacin de la velocidad de rotacióónn
9
9RegulaciRegulacióón del caudal aspiradon del caudal aspirado
RegulaciRegulacióón por intermitenciasn por intermitencias
PCM/ITOP
PCM/ITOP 2010/112010/11
Regulaci
Regulaci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ RegulaciRegulacióón por escape a la atmn por escape a la atmóósferasfera
En esta simple regulaci
En esta simple regulacióón se trabaja con una vn se trabaja con una váálvula lvula reguladora de presi
reguladora de presióón a la salida del compresor. Cuando en el n a la salida del compresor. Cuando en el dep
depóósito (red) se ha alcanzado la presisito (red) se ha alcanzado la presióón deseada, dicha n deseada, dicha
v
váálvula abre el paso y permite que el aire escape a la lvula abre el paso y permite que el aire escape a la atm
atmóósfera. Una vsfera. Una váálvula lvula antirretornoantirretornoimpide que el depimpide que el depóósito se sito se
vac
vacííe (se (sóólo en instalaciones muy pequelo en instalaciones muy pequeññas).as). ¾
¾ RegulaciRegulacióón por aislamiento de la aspiracin por aislamiento de la aspiracióónn
En este tipo de regulaci
En este tipo de regulacióón se bloquea el lado de aspiracin se bloquea el lado de aspiracióón. El n. El compresor no puede aspirar y sigue funcionando en el margen
compresor no puede aspirar y sigue funcionando en el margen
de depresi
de depresióón. Esta regulacin. Esta regulacióón se utiliza principalmente en los n se utiliza principalmente en los
compresores rotativos y tambi
29 29
PCM/ITOP 2010/11
Regulaci
Regulaci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ RegulaciRegulacióón por apertura de la aspiracin por apertura de la aspiracióónn
Se utiliza en compresores de
Se utiliza en compresores de éémbolo de tamambolo de tamañño mayor. Por o mayor. Por
medio de una mordaza se mantiene abierta la v
medio de una mordaza se mantiene abierta la váálvula de lvula de
aspiraci
aspiracióón y el aire circula sin que el compresor lo comprima. n y el aire circula sin que el compresor lo comprima. Esta regulaci
Esta regulacióón es muy sencilla.n es muy sencilla. ¾
¾ RegulaciRegulacióón de la velocidad de rotacin de la velocidad de rotacióónn
El regulador de velocidad del motor de combusti
El regulador de velocidad del motor de combustióón interna se n interna se ajusta en funci
ajusta en funcióón de la presin de la presióón de servicio deseada, por medio n de servicio deseada, por medio de un elemento de mando manual o autom
de un elemento de mando manual o automáático. No obstante, tico. No obstante, este procedimiento no es muy utilizado.
este procedimiento no es muy utilizado.
30 30
PCM/ITOP 2010/11
Regulaci
Regulaci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ RegulaciRegulacióón del caudal aspiradon del caudal aspirado
Se obtiene por simple estrangulaci
Se obtiene por simple estrangulacióón en el conducto de n en el conducto de aspiraci
aspiracióón. El compresor puede ajustarse asn. El compresor puede ajustarse asíía cargas a cargas
parciales predeterminadas. Este sistema se presenta en
parciales predeterminadas. Este sistema se presenta en
compresores rotativos o en turbocompresores.
compresores rotativos o en turbocompresores. ¾
¾ RegulaciRegulacióón por Intermitenciasn por Intermitencias
Con este sistema, el compresor tiene dos estados de servicio
Con este sistema, el compresor tiene dos estados de servicio
(funciona a plena carga o est
(funciona a plena carga o estáádesconectado). Cuando se desconectado). Cuando se
alcanza la presi
alcanza la presióón mn mááxima el compresor se para y cuando se xima el compresor se para y cuando se alcanza la presi
alcanza la presióón mn míínima el compresor vuelve a funcionar. nima el compresor vuelve a funcionar.
Para mantener la frecuencia de conmutaci
Para mantener la frecuencia de conmutacióón dentro de los n dentro de los l
líímites admisibles, es necesario prever un depmites admisibles, es necesario prever un depóósito de gran sito de gran capacidad. capacidad. 31 31 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Refrigeraci
Refrigeraci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ Por efecto de la compresiPor efecto de la compresióón del aire se desarrolla calor que n del aire se desarrolla calor que
debe evacuarse. De acuerdo con la cantidad de calor que se
debe evacuarse. De acuerdo con la cantidad de calor que se
desarrolle, se adoptar
desarrolle, se adoptaráála refrigeracila refrigeracióón mn máás apropiada. s apropiada. ¾
¾ Una buena refrigeraciUna buena refrigeracióón prolonga la duracin prolonga la duracióón del compresor y n del compresor y
proporciona aire m
proporciona aire máás frs fríío y en mejores condiciones. o y en mejores condiciones. ¾
¾ A veces, permite ahorrar en un enfriamiento posterior del aire A veces, permite ahorrar en un enfriamiento posterior del aire
u operar con menor potencia.
u operar con menor potencia. ¾
¾ En compresores pequeEn compresores pequeñños, las aletas de refrigeracios, las aletas de refrigeracióón se n se
encargan de irradiar el calor.
encargan de irradiar el calor.
32 32
PCM/ITOP
PCM/ITOP 2010/112010/11
Refrigeraci
Refrigeraci
ó
ó
n de un compresor
n de un compresor
¾
¾ Los compresores mayores van dotados de un ventilador Los compresores mayores van dotados de un ventilador
adicional, que evacua el calor.
adicional, que evacua el calor. ¾
¾ Cuando se trata de una Cuando se trata de una
estaci
estacióón de compresin de compresióón de n de m
máás de 30 s de 30 kWkWde potencia, de potencia, los compresores van
los compresores van
equipados de un sistema
equipados de un sistema
de refrigeraci
de refrigeracióón por n por circulaci
circulacióón de agua en n de agua en
circuito cerrado o abierto.
33 33
PCM/ITOP 2010/11
Acumulador de aire comprimido
Acumulador de aire comprimido
¾¾ El acumulador o depEl acumulador o depóósito sirve para:sito sirve para:
Amortiguar las oscilaciones en el caudal de aire.Amortiguar las oscilaciones en el caudal de aire.
Almacenar suficiente cantidad de aire para permitir Almacenar suficiente cantidad de aire para permitir
paradas en el compresor.
paradas en el compresor.
Compensar las oscilaciones de presiCompensar las oscilaciones de presióón en la red de n en la red de
tuber
tuberíías a medida que se consume aire comprimido. as a medida que se consume aire comprimido.
Refrigerar el aire. Refrigerar el aire.
Permitir la decantaciPermitir la decantacióón de agua del aire. n de agua del aire.
¾
¾ Los acumuladores deben disponer de:Los acumuladores deben disponer de:
VVáálvula de seguridadlvula de seguridad
ManManóómetro y termmetro y termóómetrometro
PurgadorPurgador 3434
PCM/ITOP 2010/11
Acumulador de aire comprimido
Acumulador de aire comprimido
35 35 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Secadores
Secadores
¾¾ Son los elementos que se utilizan para retener el agua que Son los elementos que se utilizan para retener el agua que
contiene el aire.
contiene el aire. ¾
¾ Pueden ser de tres tipos:Pueden ser de tres tipos:
Secado por absorciSecado por absorcióón (qun (quíímico):mico):Se hace pasar el aire a Se hace pasar el aire a
trav
travéés de un agente secante, que reacciona con la s de un agente secante, que reacciona con la
humedad para formar un subproducto.
humedad para formar un subproducto.
Secado por adsorciSecado por adsorcióón (fn (fíísico):sico):Se hace pasar el aire a Se hace pasar el aire a
trav
travéés de un material poroso que retiene la humedad.s de un material poroso que retiene la humedad.
Secado por refrigeraciSecado por refrigeracióónn: Se trata de una unidad que : Se trata de una unidad que
elimina el agua por condensaci
elimina el agua por condensacióón mediante enfriamiento, n mediante enfriamiento,
usando un sistema convencional de refrigeraci
usando un sistema convencional de refrigeracióón.n.
36 36 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Filtros
Filtros
¾¾ Son los elementos que se utilizan para retener las partSon los elementos que se utilizan para retener las partíículas culas
s
sóólidas que arrastra el aire.lidas que arrastra el aire. ¾
¾ Se suelen disponer filtros: Se suelen disponer filtros:
En la entrada del compresorEn la entrada del compresor
A la salida del depA la salida del depóósitosito
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Preparaci
Preparaci
ó
ó
n de aire comprimido
n de aire comprimido
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Martillos
Martillos
¾¾En el campo de las Obras PEn el campo de las Obras Púúblicas, la maquinaria mblicas, la maquinaria máás s utilizada accionada por aire comprimido son los martillos
utilizada accionada por aire comprimido son los martillos
neum
neumááticos.ticos.
¾
¾Principalmente existen tres tipos bPrincipalmente existen tres tipos báásicos de martillos:sicos de martillos:
Martillo rompedor, picador o perforador sin rotaciMartillo rompedor, picador o perforador sin rotacióón.n.
Martillo perforador o perforador con rotaciMartillo perforador o perforador con rotacióón.n.
Martillo de fondo.Martillo de fondo.
¾
¾Los martillos constan de un cilindro en cuyo interior se Los martillos constan de un cilindro en cuyo interior se desplaza un pist
desplaza un pistóón. El pistn. El pistóón transmite una energn transmite una energíía de a de impacto a la culata del
impacto a la culata del úútil de trabajo o a la cabeza de la barra til de trabajo o a la cabeza de la barra de perforaci
de perforacióón, llamada barrena.n, llamada barrena.
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Martillo picador o rompedor
Martillo picador o rompedor
¾¾ Rompe el suelo por su peso y vibraciRompe el suelo por su peso y vibracióón, no necesitando giro n, no necesitando giro
en su barrena.
en su barrena. ¾
¾ El pistEl pistóón se mueve libremente y su peso y energn se mueve libremente y su peso y energíía cina cinéética tica
proporcionan el golpeteo que se transmite a la barrena.
proporcionan el golpeteo que se transmite a la barrena.
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Martillo picador o rompedor
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Martillo picador o rompedor
Martillo picador o rompedor
¾¾ La barrena tiene limitado su movimiento ascendente por un La barrena tiene limitado su movimiento ascendente por un
casquillo que la rodea e impide que penetre en el espacio
casquillo que la rodea e impide que penetre en el espacio úútil til del
del éémbolo.mbolo. ¾
¾ El movimiento descendente, lo limita una uEl movimiento descendente, lo limita una uñña de retencia de retencióón n
que impide que la barrena salga del martillo.
que impide que la barrena salga del martillo.
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Martillo perforador
Martillo perforador
¾¾ Su funcionamiento es similar al del martillo rompedor, pero la Su funcionamiento es similar al del martillo rompedor, pero la
perforaci
perforacióón se realiza con giro de la barrena.n se realiza con giro de la barrena. ¾
¾ Existen dos sistemas de provocar el giro:Existen dos sistemas de provocar el giro:
Movimiento alternativo del pistMovimiento alternativo del pistóón: perforaciones ligeras.n: perforaciones ligeras.
Motor de rotaciMotor de rotacióón independiente: taladros de gran n independiente: taladros de gran
di
diáámetro y profundos.metro y profundos.
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Martillo perforador
Martillo perforador
¾¾ La velocidad de rotaciLa velocidad de rotacióón mn máás usuales son 80 a 100 rpm que s usuales son 80 a 100 rpm que
proporciona
proporciona áángulos entre 10 y 20ngulos entre 10 y 20ººentre impactos.entre impactos.
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Martillo perforador
Martillo perforador
¾¾ La acciLa accióón de la barrena sobre la roca provoca el n de la barrena sobre la roca provoca el
desprendimiento del detritus, que debe ser eliminado.
desprendimiento del detritus, que debe ser eliminado. ¾
¾ Para ello, se utiliza un agente de barrido (aire y/o agua) que Para ello, se utiliza un agente de barrido (aire y/o agua) que
pasa a trav
pasa a travéés de un taladro central practicado en las barras de s de un taladro central practicado en las barras de
perforaci
perforacióón.n. ¾
¾ El detritus es arrastrado entre el espacio existente entre la El detritus es arrastrado entre el espacio existente entre la
barra y la pared del taladro.
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Martillo de fondo
Martillo de fondo
¾¾ VVáálida para perforaciones muy profundas.lida para perforaciones muy profundas.
¾
¾ El martillo se sitEl martillo se sitúúa al fondo de la perforacia al fondo de la perforacióón, n,
el aire le llega a trav
el aire le llega a travéés de tubos o varillajes y s de tubos o varillajes y el avance se realiza empalmando tubos
el avance se realiza empalmando tubos
mediante roscas de acoplamiento.
mediante roscas de acoplamiento. ¾
¾ El sistema es similar al del martillo perforador.El sistema es similar al del martillo perforador.
¾
¾ El empuje y el giro se le transmite al varillaje, El empuje y el giro se le transmite al varillaje,
é
éste al martillo y barrena. ste al martillo y barrena.
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Soportes para martillos neum
Soportes para martillos neum
á
á
ticos
ticos
¾
¾ Durante la perforaciDurante la perforacióón, la energn, la energíía generada por el mecanismo a generada por el mecanismo
de impactos debe transmitirse a la roca, por lo que la boca
de impactos debe transmitirse a la roca, por lo que la boca
debe estar en contacto permanente con la roca del fondo del
debe estar en contacto permanente con la roca del fondo del
barreno.
barreno. ¾
¾ La fuerza de avance debe ser suficiente como para permitir el La fuerza de avance debe ser suficiente como para permitir el
contacto permanente.
contacto permanente. ¾
¾ Si la fuerza de avance es pequeSi la fuerza de avance es pequeñña la transmisia la transmisióón sern serááescasa escasa
y la velocidad de penetraci
y la velocidad de penetracióón sern seráápequepequeñña.a. ¾
¾ Si la fuerza de avance es demasiado grande aumenta el riesgo Si la fuerza de avance es demasiado grande aumenta el riesgo
de atranque del varillaje y roturas.
de atranque del varillaje y roturas.
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Soportes para martillos neum
Soportes para martillos neum
á
á
ticos
ticos
¾
¾ Existen dos tipos de soporte:Existen dos tipos de soporte:
Los que aguantan el peso del martillo.Los que aguantan el peso del martillo.
Los que, ademLos que, ademáás de aguantar el peso, empujan con lo que s de aguantar el peso, empujan con lo que
evitan el retroceso del martillo.
evitan el retroceso del martillo. ¾
¾ Una forma es con dos columnas y una barra horizontal que Una forma es con dos columnas y una barra horizontal que
mantiene el peso del martillo. Las columnas se apoyan en el
mantiene el peso del martillo. Las columnas se apoyan en el
suelo y en el techo. El operario debe empujar el martillo pero
suelo y en el techo. El operario debe empujar el martillo pero
no soportarlo. no soportarlo. 48 48 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11
Soportes para martillos neum
Soportes para martillos neum
á
á
ticos
ticos
¾
¾ Otro sistema es el empujador neumOtro sistema es el empujador neumáático. Es un cilindro que tico. Es un cilindro que
lleva en su interior un pist
lleva en su interior un pistóón con un vn con un váástago muy largo. El stago muy largo. El cilindro dispone de unas garras para fijarse al suelo
cilindro dispone de unas garras para fijarse al suelo
firmemente.
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Vag
Vag
ó
ó
n
n
drill
drill
o perforadoras
o perforadoras
¾
¾ Constan de:Constan de:
Un elemento de traslaciUn elemento de traslacióón, n,
cadena o neum
cadena o neumááticos.ticos.
Una pluma que puede subir Una pluma que puede subir
y bajar y cambiar el
y bajar y cambiar el áángulo ngulo desde horizontal a vertical.
desde horizontal a vertical.
Una deslizadera en la pluma Una deslizadera en la pluma
en la que se acopla el en la que se acopla el martillo. martillo. 50 50 PCM/ITOP 2010/11
Vag
Vag
ó
ó
n
n
drill
drill
o perforadoras
o perforadoras
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Carros perforadores o
Carros perforadores o
jumbos
jumbos
¾
¾ Son equipos mecanizados de perforaciSon equipos mecanizados de perforacióón, utilizados n, utilizados
principalmente en los m
principalmente en los méétodos de explotacitodos de explotacióón subterrn subterrááneos neos (horizontal y vertical).
(horizontal y vertical). ¾
¾ Han permitido aumentar la productividad de la perforaciHan permitido aumentar la productividad de la perforacióón, n,
ya que se incorporan m
ya que se incorporan máás de dos perforadoras que pueden s de dos perforadoras que pueden
trabajar en forma simult
trabajar en forma simultáánea.nea. ¾
¾ TambiTambiéén han aumentado la eficiencia, ya que los sistemas n han aumentado la eficiencia, ya que los sistemas
automatizados pueden controlar la rotaci
automatizados pueden controlar la rotacióón, percusin, percusióón, n,
barrido y avance. barrido y avance. 52 52 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11