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Mezcla de aireación
La mezcla por aireación moderna utiliza un sistema que permite mezclar materiales secos y pulverizados de forma eficiente a escala industrial. Este método se ha aplicado con éxito a materiales tan diversos como las materias primas del cemento y el cloruro de polivinilo. Por el contrario, la mezcla mecánica no produce fácilmente una mezcla tan uniforme como la del método de aireación.
La mayoría de los materiales secos y pulverizados que se fluidizan mediante aireación también se pueden mezclar mediante este método.
Cristalería
El antiguo arte del soplado de vidrio se ha trasladado a máquinas automáticas que producen cantidades mucho mayores de cristalería de lo que antes era posible con el esfuerzo individual. En este campo, el aire comprimido es un factor esencial.
Las aplicaciones típicas son la manipulación de arena para vidrio, el soplado de vidrio, la operación de moldes y prensas, el manejo de arenadoras, el suministro de quemadores, el grabado de vidrio y el moldeado y esmerilado. Una máquina para fabricar vasos de vidrio emplea aire comprimido de diversas maneras importantes, y cada año se fabrican millones de botellas con aire comprimido en máquinas de moldeo por soplado. El aire comprimido y el gas se mezclan en los quemadores de las plantas de vidrio para lograr un alto grado de combustión. Se aplica aire a alta presión para impulsar los paños de limpieza a través de los tubos de vidrio y para perforar el vidrio con abrasivos. Los diseños se graban en el vidrio mediante chorro de arena, que corta las superficies expuestas no protegidas por una plantilla de enmascaramiento. Algunos tipos de vidrio laminado se calientan a altas temperaturas y luego se enfrían con aire comprimido para enfriar la superficie exterior.
Este proceso proporciona propiedades irrompibles y mayor resistencia a la tracción. Las láminas de vidrio se elevan mediante ventosas, un método que ha reducido el riesgo de rotura.
A medida que la industria del vidrio ha ido aumentando la variedad de sus productos, ha aumentado considerablemente su necesidad de aire comprimido.
Compresores con unidades de recuperación de calor utilizados para calentar la planta y los equipos de proceso en invierno y extraer el exceso de calor en verano.
Sistema de recuperación de calor
El calor extraído de un compresor durante el proceso de compresión para mejorar la eficiencia volumétrica y de compresión puede utilizarse para cubrir parte de la carga térmica del edificio. El agua caliente también puede estar disponible con la opción de recuperación de calor incorporada en compresores de aire lubricados refrigerados por aire o agua, libres de aceite por agua y puede utilizarse como alimentación de calderas u otras aplicaciones de proceso en la planta. Las instalaciones pueden ser internas o exteriores al compresor, como muestra la ilustración.
Cámara hiperbárica.
Medicina
Se han construido cámaras hiperbáricas, en las que el paciente respira aire u oxígeno a presión. Generalmente utilizadas cuando se desea una concentración de oxígeno superior a la normal en los tejidos o la sangre del paciente, el tratamiento hiperbárico ha sido eficaz contra la intoxicación por monóxido de carbono, trastornos respiratorios y otras intervenciones quirúrgicas. Las cámaras hiperbáricas no solo se utilizan en el ámbito médico, sino también para la descompresión en buceo de profundidad. Para la terapia de inhalación, se suministra aire limpio y seco a presiones positivas de unos pocos centímetros de agua a los equipos de respiración en salas de tratamiento sin presión.
Los compresores libres de aceite suministran aire limpio desde el punto de vista médico para hospitales.
En la figura se muestran compresores libre de aceite que suministran aire para uso hospitalario en el quirófano. En un sistema alternativo para suministrar aire respirable, conveniente para el paciente, tanto en el hospital como en casa, se proporciona aire enriquecido con oxígeno mediante un lecho de tamiz molecular que elimina el nitrógeno del aire atmosférico. Estos concentradores de oxígeno alcanzan concentraciones de oxígeno del 90 al 95%. Muchos gases, especialmente anestésicos y oxígeno, se suministran en cilindros presurizados. Estos se prueban periódicamente a presiones hidráulicas considerablemente superiores a su presión de servicio. Se utiliza un código de colores para evitar confusiones entre los gases, y se utiliza una válvula y una rosca distintivas para cada gas.
Un taladro quirúrgico neumático de alta velocidad, accionado por turbina, ofrece con un peso inferior a 450 g, mayor velocidad y potencia al cortar, perforar y dar forma a los huesos. El aire comprimido o nitrógeno que le proporciona potencia se expulsa por la punta del taladro para enfriar la zona del corte. Sus sellos herméticos permiten una fácil esterilización de esta herramienta quirúrgica. Los instrumentos para controlar el aire acondicionado y la humedad en los quirófanos funcionan con aire comprimido. El personal de enfermería utiliza aire comprimido para limpiar catéteres y otros tubos, así como para rociar medicamentos. Se utilizan aspiradoras para extraer sangre y secreciones durante las operaciones cuando no es posible sujetar y limpiar con esponja para que el cirujano tenga un campo operatorio despejado. Los quirófanos están presurizados para evitar la entrada de polvo. El personal de laboratorio, lavandería y mantenimiento del hospital también utiliza aire comprimido para diversos fines.
Cañones generadores de nieve accionados por aire comprimido en una estación de esquí.
Aplicaciones industriales de compresores portátiles
Los compresores portátiles a menudo han proporcionado aire a la planta durante el intervalo cuando, por una u otra razón, el compresor estacionario de uso regular esta fuera de servicio.
Aunque existe una clara tendencia hacia los compresores estacionarios en las estaciones de esquí, los compresores portátiles proporcionan aire para la fabricación de nieve.
Electrodomésticos
Los fabricantes de heladeras, estufas, aspiradoras, radios, televisores, lavarropas, tostadoras, batidoras, lavadoras, ventiladores, y otros electrodomésticos utilizan aire comprimido para tantas funciones. Estas incluyen embragues de prensa en la fabricación de chapa metálica, cilindros neumáticos para maquinaria de proceso, herramientas manuales para el ensamblaje de electrodomésticos, pistolas pulverizadoras para el acabado de electrodomésticos, purgadores para purgar líquidos y sólidos de piezas metálicas, expulsión de aire de productos prensados, agitación de aire en el enchapado, pruebas de cables de presión en el ensamblaje de refrigeradores, servopilotos para el control de máquinas hidráulicas y pilotos de instrumentos para controlar la presión, la temperatura y el caudal.
El aire comprimido es una parte integral del proceso de producción de acero.
Hierro y acero
Es uno de los mayores usos del aire en procesos es la fabricación de hierro y acero. El hierro se ha utilizado durante miles de años en herramientas e implementos; la producción inicial dependía del uso de fuelles manuales. No fue hasta la llegada de las máquinas de vapor para impulsar grandes sopladores que se pudo suministrar suficiente aire para la producción a gran escala. La verdadera evolución en la fabricación de acero comenzó con la invención del convertidor Bessemer que revolucionó la producción de acero a mediados del siglo XIX y utiliza grandes cantidades de aire comprimido para eliminar los elementos extraños del arrabio producido en el alto horno. Se forzaba aire comprimido a través del metal fundido del convertidor para eliminar estas impurezas.
Aserraderos y carpintería
La madera es un material con múltiples usos, como la construcción de viviendas, el revestimiento de paredes, la fabricación de muebles y la fabricación de papel de periódico. Los aserraderos, talleres de carpintería y aserraderos dependen del aire comprimido en el suministro eléctrico para realizar gran parte del trabajo pesado. Descargar, partir, cortar, aserrar y recortar troncos son algunas aplicaciones típicas. Los aparejos neumáticos sin chispas manejan cargas pesadas con facilidad y rapidez, sin riesgo de incendio en presencia de materiales combustibles. El aire comprimido transporta virutas y serrín desde los aserraderos y se utiliza para limpiar vigas, vigas y estructuras, así como máquinas. El aire es necesario para los hornos de secado de las plantas de chapa. Las lijadoras, taladros y destornilladores neumáticos se utilizan ampliamente en la carpintería y el acabado. Durante el servicio, las traviesas de ferrocarril, las vigas de puentes, los postes y otros elementos de madera que estarán expuestos a la humedad se tratan con creosota y otros conservantes infundidos en la superficie porosa mediante aire comprimido.
Un atornillador neumático múltiple en planta automotriz.
Producción de maquinaria
Las herramientas neumáticas y los equipos auxiliares han encontrado innumerables aplicaciones en la producción de máquinas de todo tipo. Es habitual proporcionar una salida de aire en cada punto de trabajo de un taller mecánico para que el maquinista u operador pueda utilizar fácilmente las numerosas herramientas neumáticas disponibles. Los controles neumáticos se aplican con frecuencia a los procesos de producción de maquinaria. Los mecanismos de accionamiento pueden enclavarse por seguridad, y el uso de aire elimina riesgos como explosiones y descargas eléctricas. Dispositivos como posicionadores neumáticos, circuitos de aire, fluídica y controles lógicos neumáticos han incorporado aún más el aire comprimido a la fabricación de máquinas. La alimentación de material, así como las operaciones de mecanizado, están sujetas a control neumático.
Un atornillador neumático múltiple en planta automotriz.
En las líneas de producción habituales, las herramientas neumáticas también aceleran los procesos de fabricación y montaje, y se utilizan ampliamente herramientas múltiples o en grupo para optimizar la utilización del personal. Los taladros en grupo, los destornilladores y los destornilladores múltiples son ejemplos. Los equipos auxiliares, como alimentadores, movimientos reciprocantes, dispositivos de indexación, mesas giratorias, posicionadores y muchos otros dispositivos accionados por cilindros neumáticos, también encuentran aplicaciones ingeniosas. Los aparejos neumáticos facilitan enormemente la manipulación de piezas pesadas de maquinaria.
En el prensado de metales, se encuentran diversos usos para los dispositivos de aire comprimido, incluyendo embragues neumáticos, alimentadores de material accionados por aire, prensas neumáticas, ventosas de vacío y lubricadores por pulverización para flejes metálicos previos a las operaciones de embutición profunda. Las prensas pueden ser accionadas o controladas por aire comprimido, aunque el accionamiento hidráulico es habitual.
La pulverización de lubricantes y refrigerantes mediante aire comprimido también es común en muchas otras áreas de la producción metalúrgica. Proporciona un medio económico para aplicar lubricante y evita la acumulación de suciedad en las máquinas y el deterioro de los productos. Los puntos en lugares poco visibles pueden lubricarse de forma fiable con este método. La aplicación de refrigerante mediante pulverización de aire es de particular importancia cuando no se puede utilizar el método convencional de inyección de refrigerante. En muchos casos, cuando no se necesitan refrigerantes líquidos o, por alguna razón, no son admisibles, se consigue una refrigeración y una eliminación de viruta eficaces mediante una corriente de aire dirigida al filo de la herramienta de corte. Muchas piezas y estructuras de máquinas se fabrican mediante soldadura. Los martillos neumáticos de decapado se utilizan para decapar el fundente de soldadura.
Fotos: Kaeser Kompressoren, Fanjianhua en Freepik.com, Wirestock en Freepik.com.
Fuente de información: Compressed Air & Gas Handbook. Chapter 1 compressed air applications Industry´s 4th Utility.
CAGI-Compressed Air & Gas Institute.
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