TEMA 5. AIRE COMPRIMIDO

(1)

TEMA 5.

AIRE COMPRIMIDO

2 2 PCM/ITOP 2010/11

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

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

¾

¾ 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

(2)

5 5 PCM/ITOP 2010/11

Aire comprimido

¾

¾ 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

¾

¾ Trabajo realizado para pasar de (VTrabajo realizado para pasar de (V₁₁, P, P₁₁) a (V) a (V₂₂, P, P₂₂))

CompresiCompresióón isotn isotéérmicarmica

CompresiCompresióón adiabn adiabááticatica

2 1 1 1

· ·ln

P

W

P V

P

=

1 2 1 1 1

· ·

1

n n

n

P

W

P V

n

P

−

⎡

⎤

⎛

⎞

⎢

⎥

=

_⎢

_⎜

_⎟

−

_⎥

−

_⎝

_⎠

⎢

⎥

⎣

⎦

7 7 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11

Aire comprimido

¾

¾ Trabajo realizado para pasar de (VTrabajo realizado para pasar de (V₁₁, P, P₁₁) a (V) a (V₃₃, P, P₃₃))

CompresiCompresióón adiabn adiabáática biftica bifáásicasica

siendo siendo 1 1 3 2 1 1 1 2

· ·

2

1

n n n

_P

n

P

W

P V

n

P

− −

⎡

⎤

⎛

⎞

⎛

⎞

⎢

⎥

=

_⎢

_⎜

_⎟

+

_⎜

_⎟

−

_⎥

−

_⎝

_⎠

_⎝

_⎠

⎢

⎥

⎣

⎦

2 1

·

3

P

=

P P

8 8 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11

Aire comprimido

¾

¾ Trabajo realizado para pasar de (VTrabajo realizado para pasar de (V₁₁, P, P₁₁) a (V) a (V₄₄, 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 n

_P

n

P

W

P V

n

P

− − −

⎡

⎤

⎛

⎞

⎛

⎞

⎛

⎞

⎢

⎥

=

_⎢

_⎜

_⎟

+

_⎜

_⎟

+

_⎜

_⎟

−

_⎥

−

_⎝

_⎠

_⎝

_⎠

_⎝

_⎠

⎢

⎥

⎣

⎦

2 3 2 1

·

4

P

=

P P

3 2 3 1

·

4

P

=

P P

(3)

9 9 PCM/ITOP 2010/11

Compresores

¾

¾ 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

¾

¾ 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

¾

¾ Se distinguen dos tipos bSe distinguen dos tipos báásicos de funcionamiento de los sicos de funcionamiento de los

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

¾

¾ 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

(4)

13 13

PCM/ITOP 2010/11

Compresores alternativos. Compresor de pist

ó

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

alternativos. Compresor de pist

ó

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

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

ó

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.

Compresor de membrana

¾

¾ 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

estar

estarááexento de aceite. Su exento de aceite. 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

(5)

17 17

PCM/ITOP 2010/11

Compresores rotativos. Compresor de paletas

¾

¾ 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.

18 18

PCM/ITOP 2010/11

Compresores rotativos. Compresor de paletas

19 19

PCM/ITOP

PCM/ITOP 2010/112010/11

Compresores rotativos. Compresor de paletas

¾

¾ 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

¾

¾ 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.

(6)

21 21

PCM/ITOP 2010/11

Compresores rotativos. Compresor de tornillo

¾

¾ 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

¾

¾ 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

¾ ¾ AxialAxial La rotaci

La 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

ó

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.

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

(7)

25 25

PCM/ITOP 2010/11

Selecci

ó

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

¾

¾ 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.

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

ó

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

ó

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

(8)

29 29

PCM/ITOP 2010/11

Regulaci

ó

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

ó

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

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

(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

ó

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

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.

32 32

PCM/ITOP

PCM/ITOP 2010/112010/11

Refrigeraci

ó

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

de refrigeraci

de refrigeracióón por n por circulaci

circulacióón de agua en n de agua en

circuito cerrado o abierto.

(9)

33 33

PCM/ITOP 2010/11

Acumulador de aire comprimido

¾

¾ 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.

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

35 35 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11

Secadores

¾

¾ 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.

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

¾

¾ 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

(10)

37 37

PCM/ITOP 2010/11

Preparaci

ó

n de aire comprimido

38 38 PCM/ITOP 2010/11

Martillos

¾

¾En 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.

39 39

PCM/ITOP

PCM/ITOP 2010/112010/11

Martillo picador o rompedor

¾

¾ 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.

40 40

PCM/ITOP

PCM/ITOP 2010/112010/11

Martillo picador o rompedor

(11)

41 41

PCM/ITOP 2010/11

Martillo picador o rompedor

¾

¾ 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.

42 42 PCM/ITOP 2010/11

Martillo perforador

¾

¾ 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.

43 43 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11

Martillo perforador

¾

¾ 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.

44 44 PCM/ITOP PCM/ITOP 2010/112010/11

Martillo perforador

¾

¾ 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.

(12)

PCM/ITOP 2010/11

Martillo de fondo

¾

¾ 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.

46 46

PCM/ITOP 2010/11

Soportes para martillos neum

á

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

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.

47 47

PCM/ITOP

PCM/ITOP 2010/112010/11

Soportes para martillos neum

á

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

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

á

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.

(13)

49 49

PCM/ITOP 2010/11

Vag

ó

n

drill

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

ó

n

drill

o perforadoras

51 51

PCM/ITOP

PCM/ITOP 2010/112010/11

Carros perforadores o

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