Probablemente no dedique mucho tiempo a pensar en todas las aplicaciones de su fábrica que requieren aire comprimido. Sin embargo, el aire comprimido es un servicio costoso que puede representar fácilmente un tercio del consumo total de electricidad de una fábrica. A pesar de esto, el aire comprimido se suele considerar como un coste fijo, y se ignora al considerar las mejoras de procesos. Si ese es el caso de su fábrica, puede ser el momento de revisar ese enfoque. Es posible que su fábrica pueda ahorrar decenas o incluso cientos de miles de euros reduciendo significativamente el consumo de aire comprimido en sus operaciones de secado y soplado.

Además de reducir drásticamente el consumo de aire, implantando algunos cambios, se pueden producir otros efectos positivos:
• Reducción del ruido;
• Mejora de la seguridad de los trabajadores; 
• Secado y soplado más precisos y repetibles.

Así que, ¿qué tipos de cambios le gustaría considerar? Si utiliza tuberías abiertas, tuberías con agujeros o tuberías con ranuras para el secado y el soplado, sin duda debería considerar las boquillas de aire o paquetes de cuchillas de aire. Mientras que los sistemas de tuberías abiertas son rápidos, fáciles y baratos de fabricar, son muchos los inconvenientes de usar tuberías abiertas: 
• Consumo muy alto de aire y electricidad;
• Alto nivel de ruido: el cumplimiento de los requisitos de nivel de ruido de la OSHA puede ser un problema;
• La seguridad de los trabajadores se puede ver comprometida. El alto nivel de ruido puede provocar la pérdida de audición y se pueden producir lesiones si un trabajador bloquea accidentalmente la abertura de la tubería.

Analicemos con mayor detalle las diferentes opciones, las pautas de uso y las oportunidades de ahorro de energía.

Los paquetes de cuchillas de aire impulsados por aire soplado pueden reducir los costes de funcionamiento en un 95 % o más

Algunas operaciones de secado y soplado son muy adecuadas para utilizar sopladores regenerativos y cuchillas de aire.  El uso de aire de soplado en lugar de utilizar aire comprimido puede suponer un ahorro significativo y devolver miles de dólares anuales al balance final. Además de un coste reducido, los paquetes de cuchillas/sopladores de aire ofrecen:
• Aire limpio y calentado;
• Bajo nivel de ruido de funcionamiento: no se necesitan recintos aislados acústicamente;
• Fácil instalación y funcionamiento.

En general, las siguientes aplicaciones son buenas candidatas para los sistemas de cuchillas/sopladores de aire:
• Se requiere velocidad en lugar de impacto;
• El aceite del aire comprimido produce problemas de calidad;
• Grandes áreas de aplicación: más de 61 cm;
• Se necesita aire caliente;
• Las cuchillas de aire se pueden colocar cerca de la superficie objetivo: 10,2 cm o menos.

El rendimiento y la eficiencia dependen de los componentes individuales utilizados en el sistema o paquete de cuchillas de aire/sopladores. Se deben considerar muchos factores, incluyendo la longitud de la cuchilla de aire, el tamaño de la ranura de aire, la potencia del soplador y una amplia gama de componentes suplementarios.

Integridad de la corriente de aire: una cuchilla de aire es imprescindible

La mayoría de las cuchillas de aire presentan líneas finas para facilitar su colocación en una amplia gama de entornos de fabricación. Pero ahí es donde suelen terminar las similitudes de diseño. Algunas cuchillas de aire cuentan con un diseño con bordes sobresalientes que dirigen el flujo de aire fuera de la cuchilla en una corriente recta, produciendo una corriente de aire que conserva su integridad mejor que otras cuchillas de aire. Este diseño también aprovecha el efecto Coanda y el arrastre de aire para producir una corriente de aire económicamente uniforme y constante.

 
El diseño de borde extendido mejora el arrastre de aire y garantiza la integridad de la corriente de aire.

El efecto Coanda induce al aire suministrado a adherirse a la superficie de la cuchilla de aire y ayuda a mantener la integridad de la corriente de aire más adelante. Este efecto también crea una condición propicia para arrastrar el aire ambiente y aumentar el volumen total de aire.

El resultado de este diseño de borde sobresaliente es una corriente de aire uniforme, de gran volumen y constante a lo largo de toda la longitud de la cuchilla. Se eliminan los problemas de manchas y puntos asociados a muchas cuchillas de aire. Otra ventaja del diseño del borde sobresaliente es que ofrece una guía visual para posicionar la corriente de aire, señalando la dirección del flujo. Esto permite posicionar fácilmente la cuchilla para asegurar la máxima cobertura del objetivo.

Hablemos un poco sobre los Sopladores

 Al igual que ocurre con las cuchillas de aire, existen diferentes tipos de sopladores. Los requisitos de rendimiento y mantenimiento pueden variar considerablemente, así que asegúrese de estudiar cuidadosamente las alternativas. Los sopladores regenerativos se recomiendan a menudo para suministrar cuchillas de aire por estas razones:
• Mantenimiento mínimo: a diferencia de otros tipos de sopladores, los sopladores regenerativos son robustos, fiables y requieren un mantenimiento mínimo y poco frecuente.
• Mayor eficiencia de funcionamiento: el principio de funcionamiento dinámico recicla cierta cantidad de aire, lo que permite que los sopladores regenerativos ofrezcan un rendimiento comparable al de muchos sopladores multietapa o de desplazamiento positivo.

EL PRINCIPIO REGENERATIVO

En un soplador regenerativo, el espacio de compresión consiste en un anillo circular hueco entre las puntas de las palas del impulsor y las paredes de la carcasa. En funcionamiento, el impulsor giratorio aspira el aire del orificio de entrada al espacio de compresión y, a continuación, lo desplaza radialmente hacia el exterior de la carcasa curvada por la fuerza centrífuga. La acción se denomina «regenerativa», porque, durante la rotación, una cierta cantidad de aire se desliza más allá de cada pala del impulsor y regresa a la base de una pala posterior para volver a acelerar.

Cuchillas de aire de bajo caudal: máxima eficiencia en áreas pequeñas

Cuando el espacio es limitado y el proceso no puede tolerar ningún aumento de temperatura, las cuchillas de aire de bajo caudal que utilizan aire comprimido son una excelente opción.

Este estilo de cuchilla de aire proporciona un flujo de aire uniforme y de alta velocidad en toda la longitud de la cuchilla. El secado y el soplado son rápidos y eficientes y se utiliza un mínimo de aire. En comparación con un tubo de 3” (8 cm) con tres orificios, una cuchilla de aire de bajo caudal de 8 cm usará aproximadamente un 92 % menos de aire. 

Otra ventaja de las cuchillas de aire de bajo caudal es el nivel de ruido. El ruido está por debajo de los 70 dB(A) en muchas aplicaciones: es más bajo que muchas opciones de aire comprimido. Diseñadas para áreas pequeñas, las cuchillas de aire de bajo caudal se suelen montar cerca del objetivo. La longitud máxima de las cuchillas (o la longitud combinada de todas las cuchillas) está limitada a menos de 61 cm. Las aplicaciones que solo requieren una o dos cuchillas de aire pueden experimentar reducciones significativas en los costes de operación mediante el uso de modelos de bajo caudal.

Ventajas de las cuchillas de aire de bajo caudal:

• Flujo de aire uniforme y de alta velocidad;
• Bajo nivel de ruido;
• Perfil bajo para facilitar el montaje;
• Eficiencia: uso mínimo de aire.

Los amplificadores de aire aumentan la intensidad y la eficiencia

Un amplificador de aire variable es otra opción cuando se utiliza aire comprimido. Los amplificadores de aire producen una corriente de aire constante y de alta velocidad para aplicaciones de secado y soplado muy específicas. La eficiencia se maximiza porque el aire libre adicional se extrae a través de la unidad junto con el aire comprimido

Los amplificadores de aire variables suelen proporcionar una cobertura en el rango de ¾ a 19,1 a 101,6 mm a una distancia de152,4 mm. Los amplificadores de aire variable, que se utilizan habitualmente para operaciones de secado por puntos, soplado y extracción, también son idóneos para aplicaciones robóticas.

Ventajas de utilizar amplificadores de aire variables:

• Uso extremadamente eficiente del aire comprimido: hasta un 90 % menos que las tuberías abiertas y un 60 % menos que las boquillas de aire;
• Suministran mayores volúmenes de aire y funcionan a presiones más altas que las boquillas de aire para un secado y soplado rápidos;
• Bajo nivel de ruido.

Boquillas de pulverización: una mejor dirección

Las boquillas de aire convierten un volumen de aire comprimido de baja presión en un chorro de aire concentrado de alta velocidad, un ventilador plano o una cortina de aire de alto impacto. Ideales para su uso en muchas aplicaciones, las boquillas de aire están disponibles en una amplia variedad de tipos, capacidades, tamaños y materiales. 

Las boquillas de aire se utilizan ampliamente para mover materiales y limpiar, secar y enfriar piezas. El gran impacto que proporcionan estas boquillas garantiza un secado y un soplado eficaces incluso en productos redondos o con formas anormales.

Ventajas que aportan las boquillas de aire a cualquier operación:

• Una significativa reducción del consumo de aire comprimido en comparación con las tuberías abiertas; 
• Hasta un 60 % de reducción del nivel de ruido percibido, dependiendo de la presión de aire inicial; A 100 psig (7 bares), por ejemplo, una tubería abierta produciría un nivel de ruido de 98 dB(A), mientras que una boquilla de aire produciría 85 dB(A). Esto supone una reducción de 13 dB(A) y una reducción del ruido percibido del 60 %;
• Mejora de la seguridad. El diseño de muchas boquillas de aire evita que la boquilla se quede sin salida si se coloca accidentalmente contra una superficie plana;
• El chorro de aire dirigido que suministran las boquillas puede mejorar la eficacia y la eficiencia del secado y el soplado;  Se suele conseguir un secado más completo, incluso en grietas y hendiduras.

CONSIDERACIONES CLAVE PARA LA SELECCIÓN 
La mayoría de las operaciones de secado y soplado se pueden beneficiar del uso de boquillas de aire. Pero antes de que pueda seleccionar la boquilla más adecuada para su operación, necesita entender los siguientes términos.

Nivel de ruido. La capacidad, la presión del aire y la posición de la boquilla influyen en el ruido.

Directrices:
• Los caudales más altos y las presiones más elevadas suelen aumentar los niveles de ruido;
• Las obstrucciones en la trayectoria de la boquilla o la pulverización contra objetos también aumentarán los niveles de ruido.

Cobertura efectiva de pulverización. La cobertura de pulverización es la anchura del patrón de pulverización para una boquilla de aire en forma de abanico plano. La cobertura efectiva de la pulverización es la anchura del abanico, que comprende una medida de fuerza de pulverización mínima. Esta cobertura se puede utilizar como guía para espaciar las boquillas. La cobertura efectiva de la pulverización varía según los distintos tipos de boquillas de aire.

Directriz: la cobertura efectiva suele aumentar a medida que aumenta la distancia de la boquilla.

 Fuerza de impacto lineal y específica. Hay dos tipos de impacto que se deben tener en cuenta cuando se seleccionan las boquillas de aire: el impacto lineal y el impacto específico máximo.
El impacto lineal indica la fuerza relativa por unidad de distancia a lo largo del ancho de la pulverización. Los patrones de pulverización plana tienen una distribución de impacto bastante uniforme a lo largo de la cobertura efectiva de la pulverización. El espaciado de las boquillas en un cabezal de acuerdo con la cobertura efectiva de la pulverización proporcionará un impacto lineal consistente en toda la superficie objetivo.
El impacto específico máximo es una indicación directa de la intensidad de pulverización aplicada a una superficie. Proporciona información sobre la fuerza máxima por unidad de superficie que se puede utilizar para comparar la eficacia de la pulverización en diversas condiciones.

Directrices:
• Tanto el impacto lineal como el específico aumentan con la presión;
• Cuando las capacidades son las mismas, una boquilla con una cobertura más estrecha tendrá un mayor impacto que una con una cobertura más amplia.

Otros factores que se deben evaluar durante el proceso de selección:

• Para minimizar el consumo de aire y reducir el ruido, especifique la boquilla de menor caudal;
• Para reducir el ruido causado por el impacto del aire en el objetivo, se debe aumentar la distancia entre la boquilla y el objetivo si fuera posible;
• Para reducir el número de boquillas necesarias, coloque las boquillas para que pasen lateralmente por un objetivo en movimiento en un ángulo comparativamente poco profundo;
• Al crear una cortina de aire, coloque las boquillas a una distancia máxima de 12” (305 mm);
• Cuando utilice boquillas de aire para la limpieza, incline las boquillas de 15° a 45° para asegurar la eliminación de contaminantes.

Cualquier fábrica con una operación de secado o soplado se puede beneficiar de una evaluación para determinar los posibles ahorros y las ganancias de eficiencia que supone hacer cambios en sus sistemas. Por supuesto, si actualmente se utilizan tuberías abiertas, se puede reducir el consumo de aire comprimido y compensar rápidamente el coste de cualquier equipo nuevo.  Si ya se utilizan boquillas de aire, se deben evaluar alternativas como amplificadores de aire variable, cuchillas de aire de bajo caudal o paquetes de cuchillas/sopladores de aire para estudiar si se pueden conseguir más ahorros.

Caso práctico: un fabricante de botellas de vino ahorra más de 161.000 dólares en aire comprimido con un nuevo sistema de soplado

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