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Al mencionar servicios públicos y electricidad, el gas natural y el agua vienen inmediatamente a la mente. Pero en la industria, el aire comprimido suele considerarse el cuarto servicio público que ofrece numerosos ahorros energéticos y beneficios ambientales. El aire comprimido es la energía preferida para impulsar una gran variedad de aplicaciones y procesos. Las empresas actuales están descubriendo que el aire comprimido es una verdadera fuente de soluciones y aplicaciones innovadoras. El poder del aire comprimido se utiliza en miles de aplicaciones y es vital para la productividad de industrias de todo el mundo.
Algunos usos generales del aire comprimido
Es difícil imaginar un producto o tarea en la que el aire comprimido no haya intervenido en alguna etapa. El aire comprimido desempeña un papel fundamental en el transporte, la construcción y las operaciones de servicio para el mantenimiento de todas las industrias. El aire del mismo sistema de aire comprimido puede accionar prensas de estampación, llaves neumáticas, equipos de aireación y controles neumáticos y, al mismo tiempo, formar parte de un proceso químico o de fabricación. Además de las aplicaciones conocidas del aire, cada fabricante encuentra muchos usos especiales adaptados a sus propias técnicas.
Algunas aplicaciones del aire comprimido son tan comunes que analizarlas en detalle en cada industria donde se aplican resultaría innecesariamente repetitivo. Varias de ellas se abordan sin hacer referencia a industrias específicas.
Mantenimiento de plantas industriales
Si bien existen muchos usos especiales del aire comprimido en plantas, prácticamente todas las industrias utilizan aire comprimido para las mismas aplicaciones para resolver los problemas comunes de mantenimiento edilicio y de maquinaria.
En la línea de producción
Las herramientas neumáticas ofrecen numerosas ventajas en la producción industrial. Presentan una baja relación peso-potencia, lo cual es especialmente importante cuando la fatiga humana es un problema, y pueden utilizarse de forma continua durante largos periodos sin sobrecalentamiento y con bajos costos de mantenimiento.
Motores neumáticos, vacío y otros dispositivos auxiliares
Los motores neumáticos se utilizan ampliamente como fuente de energía en operaciones que involucran líquidos, vapores o polvos inflamables o explosivos. Pueden adaptarse para operar de forma segura en atmósferas calientes, corrosivas o húmedas sin sufrir daños.
Motor neumático
La velocidad de los motores neumáticos se puede variar fácilmente. Estos motores pueden arrancarse y detenerse rápidamente y no se ven afectados por el estancamiento ni la sobrecarga.
Vacío
El vacío tiene muchas aplicaciones en la producción. Una bomba de vacío es un compresor en el que el efecto deseado es el vacío de entrada, en lugar del aire presurizado. Para la sujeción por vacío, como ejemplo de aplicaciones de vacío en producción, la bomba mantiene el vacío en un tanque ubicado cerca de la máquina, mientras que los orificios de purga debajo de la pieza a mecanizar se abren para mantenerla en su lugar. Un filtro de entrada en la línea de entrada de la bomba de vacío limpia el aire de cualquier material extraño que, de lo contrario, podría acumularse durante el proceso de mecanizado.
Los equipos neumáticos de granallado proporcionan un medio eficiente para la preparación y limpieza de superficies
Equipos Auxiliares
También cabe destacar el uso extensivo de equipos neumáticos auxiliares de producción. Abrazaderas, posicionadores, prensas, alimentadores, mesas elevadoras, mandriles neumáticos y muchos otros dispositivos accionados por cilindros neumáticos resultan eficaces para mejorar la productividad y la calidad. Si se considera el costo de la soldadura y la mecánica de precisión, se observa que los cilindros neumáticos, trinquetes y/o topes proporcionan movimientos interrumpidos alternativos o rotatorios de forma mucho más económica que muchos dispositivos mecánicos tradicionales. Los dispositivos de vacío realizan funciones similares para piezas más pequeñas o ligeras. Los aparejos neumáticos y cabrestantes facilitan enormemente la manipulación de productos más pesados en el transporte, así como en la producción, la construcción y la minería.
En las áreas de acabado y embalaje, los dispositivos neumáticos tienen muchas aplicaciones importantes. Por ejemplo, ciertos polvos secos pueden fluidizarse con aire comprimido y aplicarse mediante deposición electrostática. El precalentamiento de la superficie puede provocar que los polvos poliméricos se fusionen al contacto, produciendo una capa plástica continua. Las grapadoras neumáticas facilitan el cierre de muchas cajas de embalaje. Las lijadoras neumáticas ayudan a proporcionar un acabado liso a muchos electrodomésticos.
La limpieza con chorro abrasivo se ha aplicado con éxito en trabajos como el satinado de piezas terminadas, la eliminación de incrustaciones, pintura y óxido de superficies, la preparación de superficies metálicas para pintar, esmaltar, tintar, galvanizar, y la limpieza y el acabado de piezas fundidas. La limpieza de piezas fundidas, la preparación de superficies para la industria de recubrimientos protectores y los exteriores de edificios son probablemente las aplicaciones más extensas.
Aplicación del compresor de separación de aire donde el aire comprimido impulsa el proceso para separar el aire atmosférico en un gas separado como el nitrógeno
Separación de aire
Una planta de separación de aire separa el aire atmosférico en sus componentes primarios, generalmente nitrógeno y oxígeno, y en ocasiones también argón y otros gases inertes raros. El método más común para la separación de aire es la destilación criogénica. Las unidades de separación de aire criogénicas (ASU) se construyen para proporcionar nitrógeno u oxígeno y, a menudo, coproducir argón.
Otros métodos, como la membrana, la adsorción por oscilación de presión (PSA) y la adsorción por oscilación de presión al vacío (VPSA), se utilizan comercialmente para separar un solo componente del aire ordinario. El oxígeno, el nitrógeno y el argón de alta pureza utilizados para la fabricación de dispositivos semiconductores requieren destilación criogénica.
Las herramientas, interruptores y solenoides neumáticos son fundamentales para las líneas de montaje de producción automatizadas como esta planta automotriz, donde las pistolas de impacto y los actuadores neumáticos permiten un trabajo eficiente y de alta calidad sin fatiga humana.
Automatización
Cuando las cantidades de producción lo justifican, las líneas de producción pueden automatizarse de forma rentable. Se han observado numerosas tendencias prometedoras en el campo de la otros avances importantes en la automatización con aire comprimido incluyen la manipulación neumática de materiales. Muchas sustancias en forma granular, en virutas, granuladas o en polvo se manipulan con gran éxito de esta manera. Los diferentes métodos utilizados en la transferencia neumática de materiales se describen en una sección posterior de este capítulo, en el apartado transportadores neumáticos. La gama de sólidos transferidos abarca desde el cemento hasta el caucho granulado. En la producción de cemento y en la descarga de buques de grano, por mencionar solo dos ejemplos, la industria depende en gran medida del transporte neumático; estas aplicaciones consumen grandes cantidades de aire comprimido.
En la industria maderera y la ebanistería, la industria alimentaria y la fabricación de caucho, se podría ver ejemplos de esta importante técnica de manipulación de materiales. La pintura se suele automatizar mediante circuitos de aire y controles neumáticos en máquinas robotizadas. El aire comprimido se utiliza ampliamente en la maquinaria de envasado automático para sellar, ubicar la pieza y accionar los brazos que doblan el papel para envolverla. El envasado neumático se aplica con mayor frecuencia a artículos pequeños producidos en masa, como pilas secas, barras de chocolate y tabletas de escritura, pero su uso en otros productos está en aumento. Los dispositivos de vacío tienen muchas aplicaciones similares, como la recogida y transferencia de chapa metálica y sus piezas, así como de productos de papel, como la fabricación de sobres.
Aplicación del compresor de separación de aire donde el aire comprimido impulsa el proceso para separar el aire atmosférico en un gas separado como el nitrógeno.
Estaciones de montaje automatizadas
El aire comprimido desempeña un papel vital en el diseño y la operación de sistemas de ensamblaje automatizados. Las estaciones de ensamblaje automatizadas agilizan las operaciones de ensamblaje en líneas de producción de alto volumen en las industrias automotriz, de electrodomésticos, electrónica, de comunicaciones y de maquinaria comercial. La energía neumática es especialmente adecuada para sistemas automatizados porque es segura y limpia, y el trabajo que produce se puede controlar fácilmente en un amplio rango operativo mediante dispositivos de control sencillos y económicos. La energía neumática puede producir movimientos alternativos o rotatorios, y la herramienta o el mecanismo de alimentación accionado pueden instalarse sin causar daños al sistema ni a los trabajadores.
Fabricación de ácidos, agitación de líquidos
El aire comprimido tiene importantes aplicaciones en la agitación, elevación y transferencia de ácidos y soluciones ácidas. La agitación se realiza generalmente mediante una tubería de aire que recorre el fondo del tanque. El aire sale por las aberturas de la tubería y burbujea a través del líquido para proporcionar la turbulencia deseada. Los problemas de corrosión en la industria ácida requieren una selección adecuada de materiales, que suelen ser costosos. La simplicidad del equipo necesario para dicha agitación con aire le otorga una ventaja económica sobre los equipos mecánicos para el mismo propósito. El aire o el gas también pueden formar parte del proceso y pueden introducirse de forma muy sencilla durante la agitación.
Fotos: Kaeser Kompressoren, Freepik.com, Usertrmk 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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