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Taladro neumático en una operación de minería subterránea.
Minería
Las herramientas neumáticas en todo tipo de minas han aliviado la carga del minero, han aumentado la seguridad del trabajo y han incrementado considerablemente la producción. Herramientas neumáticas como las perforadoras de roca de percusión y de barrena, las perforadoras de carbón, las perforadoras de deriva, los detentores, así como los dispositivos de alimentación neumática para la mayoría de estas herramientas, se utilizan generalmente como equipo estándar para el minero.
El vaciado mediante el sistema de elevación neumática, la descarga de carros, el funcionamiento de bombas de acción directa, la carga de mineral, el relleno de grietas y vetas con cemento, el transporte, la ventilación de áreas remotas, la hinca de pilotes para trabajos en pozos, la operación de punzones de carbón, máquinas de cadena y cortadoras de carbón de eje radial, la distribución de polvo de piedra para evitar explosiones, la extracción de metano de los pozos de minas por motivos de seguridad (este gas puede luego venderse a gasoductos) y la operación de afiladoras de picos y brocas son aplicaciones típicas del aire comprimido en la minería.
Nitrógeno
El costo de producir nitrógeno con un nivel de pureza aceptable se ha reducido considerablemente gracias a la introducción de la tecnología de membranas. El aire atmosférico se compone principalmente de nitrógeno (78%) y oxígeno (21%), y el 1% restante contiene diversos componentes en diversas cantidades. El aire comprimido, a una presión de aproximadamente 12 barg, pasa al exterior de un paquete compacto de fibras huecas de pequeño calibre, compuesto por una membrana semipermeable. El oxígeno, el dióxido de carbono y el vapor de agua permean preferentemente la pared de la fibra, con mayor facilidad que el nitrógeno, lo que permite la liberación de nitrógeno de pureza relativamente alta.
Esta reducción de costos ha abierto el camino a una amplia variedad de aplicaciones, como el almacenamiento de manzanas y el envasado de alimentos, donde la eliminación del oxígeno previene la oxidación y el deterioro. El tratamiento térmico también se beneficia de una capa de nitrógeno para prevenir la oxidación del producto.
Metales no ferrosos
El procesamiento metalúrgico de metales no ferrosos, desde el mineral hasta el metal, ofrece diversas aplicaciones para el aire comprimido. Una industria típica de este campo es la extracción de aluminio. En estado de materia prima, el mineral de bauxita se refina para producir óxido de aluminio. Una aplicación importante del aire comprimido es la descarga de mineral de buques transoceánicos o de vagones góndola.
Otro uso importante es la agitación del material en los precipitadores. La agitación se logra burbujeando aire a través del material en una suspensión líquida. Otras aplicaciones incluyen sistemas de transporte de aire, instrumentos neumáticos y equipos de mantenimiento general. El óxido de aluminio se convierte posteriormente en aluminio metálico mediante el proceso de reducción electrolítica. En las salas de las celdas de reducción, los ánodos se elevan mediante gatos neumáticos. El aire se utiliza para sifones de extracción de metales y para diversas aplicaciones de servicio. En las plantas de carbón donde se producen ánodos y cátodos para su uso en crisoles de aluminio, se utilizan transportadores de aire, compuertas y controles neumáticos, aparejos neumáticos y grúas, además de diversos equipos de servicio, como colectores de polvo, limpiadores por chorro de aire, apisonadores, vibradores, lijadoras y llaves.
Además de estas aplicaciones específicas, la energía del aire comprimido se utiliza ampliamente en instalaciones de soporte como almacenes, plantas de calderas y de tratamiento de agua.
Industria cárnica
El embutido, el bombeo de agua y el manejo de prensas y máquinas de corte son solo algunas de las aplicaciones típicas del aire comprimido en el envasado de carne. El aire comprimido facilita la combustión en ahumaderos, etc. Los aparejos neumáticos se utilizan para elevar piezas de las líneas transportadoras y para otras operaciones de elevación donde la velocidad y la facilidad de operación son importantes. El aire atrapado en la carne durante el procesamiento se elimina mediante vacío antes de envasarla. También se utilizan gases inertes, especialmente nitrógeno y dióxido de carbono, en el envasado de carne.
Fábricas de pintura
El llenado de latas es una de las formas en que los fabricantes de pintura utilizan el aire comprimido. El estampado de latas y el trasvase de líquidos son otros usos. Los aparejos neumáticos se eligen especialmente en presencia de barniz inflamable para manipular filtros de barniz debido a la ausencia de chispas eléctricas.
Fábricas de papel
La fabricación de papel periódico y el moldeado, secado y esterilización de contenedores de pulpa de papel son aplicaciones típicas del aire comprimido en la fabricación de papel. El cilindro de aire, ampliamente utilizado en la industria, se utiliza con frecuencia en este tipo de máquinas para proporcionar energía al embalar y embalar papel. Los paquetes pesados de papel se mueven fácilmente sobre las mesas de las cizallas de papel si estas cuentan con un equipo de flotación de aire que crea una película de aire comprimido entre la carga y la mesa.
El aire comprimido se utiliza en el proceso de refinación de petróleo, en controles de instrumentos, actuadores y mezcladores neumáticos, así como en el mantenimiento y la aplicación continua de recubrimientos protectores en refinerías.
Petróleo
Muchos de los compresores en la industria petrolera se utilizan para compresores de proceso, que se abordan en capítulos posteriores del manual. Sin embargo, existen usos importantes para los compresores de aire tanto en los yacimientos petrolíferos como en la fabricación de productos derivados del petróleo.
Un uso interesante, conocido como combustión in situ, es el del aire comprimido en la recuperación secundaria de petróleo de alta viscosidad. Se bombea aire comprimido al suelo, en arenas o estratos petrolíferos, y el petróleo se enciende. La combustión resultante es apoyada y regulada por el aire comprimido. Se alcanzan presiones de hasta 70 barg, y el calor generado reduce la viscosidad del petróleo para que fluya hacia el punto de bombeo.
Productos farmacéuticos
Los antibióticos, los medicamentos milagrosos que casi han eliminado algunas enfermedades, requieren grandes volúmenes de aire para el proceso de fermentación mediante el cual se producen. En estos procesos críticos se utilizan grandes compresores sin aceite o compresores centrífugos. El aire comprimido sin aceite también se utiliza como vehículo de transporte y secado en secadores por aspersión. El concentrado líquido se pulveriza en una lámina uniformemente atomizada sobre una corriente de aire caliente donde se evapora la humedad, dejando un polvo sólido que se retira en un colector.
El aire comprimido se utiliza en el envasado. Muchos fabricantes de medicamentos utilizan sistemas neumáticos para facilitar el llenado y sellado de diversos tipos de envases de plástico.
Utilizando calor y presión neumática, los plásticos pueden moldearse en artículos útiles en aplicaciones industriales, médicas y de consumo
Plásticos
Los materiales de partida para la fabricación de plásticos suelen ser gases como acetileno, etileno, propileno, metano y gas natural.
Las prensas de moldeo a veces funcionan con cilindros de aire comprimido o cilindros hidráulicos neumáticos. Las piezas se expulsan y se barren de los moldes neumáticamente, y muchas operaciones de acabado, como taladrado, pulido, rectificado y pintado, se realizan con equipos de aire comprimido. El moldeo y conformado de plásticos se ha convertido en una industria muy grande e importante. El aire o el vacío, al ejercer una fuerza uniforme y controlable sobre una lámina de plástico ablandada, la moldea suavemente hasta obtener los contornos deseados. Por lo general, este no es un proceso sencillo. Se han desarrollado diversas técnicas para lograr un espesor uniforme en las piezas y realizar otras funciones.
Máquina de moldeo por inyección de plástico controlada neumáticamente.
En ocasiones, el aire actúa como el propio molde, como en la fabricación piezas ópticas de plástico, donde el contacto con un molde sólido podría reducir o destruir la transparencia del plástico. Las abrazaderas neumáticas sujetan las láminas en su lugar y las rebabas se eliminan de los moldes mediante herramientas neumáticas.
El proceso de extrusión de plástico utiliza aire comprimido para sujetar los tubos de pared delgada, dimensionarlos después de salir de la matriz y enfriar las tiras de plástico plano al salir de la matriz
Fotos: Kaeser Kompressoren, Freepik.com, yelkenciler.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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