El ABC de las tuberías de aire comprimido

Las tuberías de distribución son un componente esencial de cualquier sistema de soluciones de aire comprimido, por lo que "si no se ve, no se piensa" no es una opción aceptable. 

Una tubería de tamaño adecuado es una pieza fundamental de cualquier sistema de distribución de aire comprimido.

Si las tuberías son demasiado pequeñas para la demanda, acaba de desbaratar el objetivo principal de su sistema de aire comprimido, esto es: suministrar los niveles de aire adecuados para satisfacer todos los componentes del sistema.

Este error resultará ineficaz y costoso. La caída de presión será inevitable, y el compresor puede trabajar en exceso, provocando un desgaste prematuro y requisitos de mantenimiento adicionales.

Las pérdidas de presión derivadas de unas tuberías inadecuadas también supondrán un aumento de los costos energéticos y acabarán repercutiendo negativamente en el proceso básico de producción del sistema.

Uno de los diseños de sistemas de tuberías de aire comprimido más eficaces es el sistema de bucle.

En un sistema de bucle o circuito cerrado, el aire fluye en dos direcciones, permitiendo la autocompensación de las pérdidas de carga debidas al gasto de aire comprimido en los puntos de uso.

De esta manera se reduce la longitud equivalente real de las tuberías y, por ende, disminuye la pérdida de carga. Además, la necesidad de tubería también se ve reducida a la mitad.

En resumen, la naturaleza cooperativa del sistema en bucle permite reducir la caída de presión en todo el sistema y suministrar todo el caudal de aire a los equipos posteriores, lo que ayuda a que todos los componentes del sistema funcionen a un nivel óptimo. Las tuberías de derivación se pueden instalar fácilmente desde el bucle de cabecera principal hasta los distintos puntos de uso necesarios.

Los tres aspectos principales que hay que tener en cuenta a la hora de configurar un diseño de tuberías eficiente son:

1. la disminución de las turbulencias
2. la gestión de la velocidad del aire
3. la minimización de la caída de presión

Ya hemos abordado la gestión de la velocidad del aire y la minimización de la caída de presión con el tamaño adecuado de las tuberías y el diseño del bucle de cabecera. Dicho esto, nos centraremos un poco aquí en la disminución de la turbulencia.

Minimizar las curvas y los cambios de dirección bruscos en el diseño es una de las mejores maneras de ayudar a reducir las turbulencias.

En su esencia, la turbulencia es simplemente un flujo de aire en el que el régimen laminar se ve perturbado, es decir, el aire o fluido no discurre de manera lineal si no que presenta variaciones de presiones y velocidades.

Dentro del flujo de aire los obstáculos, codos, tes o piezas singulares como caudalímetros, sensores, etc. crean zonas de turbulencia. Las turbulencias tienen un impacto negativo en el suministro de aire, lo que supone un desperdicio de energía y dinero, de ahí la importancia de contar con un experto que conozca la dinámica de fluidos y cómo optimizar una instalación de aire comprimido.

Además, el aire contiene humedad que puede condensarse con los cambios de temperatura o si el sistema de secado del aire falla.

El diseño de la instalación con una pequeña pendiente del 1% garantiza que las condensaciones se presenten en los puntos bajos de la misma, como en depósitos dispuestos con purgadores.

Revisar los puntos bajos de la instalación puede prevenir corrosiones y reduce el TCO aumentando la vida útil de todos los elementos instalados. 

Algunos materiales se corroen fácilmente, lo que provoca la aparición de residuos y partículas contaminando la corriente de aire. Otros materiales afectan a la pérdida de presión debido a la fricción debido a su rugosidad interna, la presencia de soldaduras longitudinales y transversales. Otros ofrecen una mejor opción porque tienen bajos coeficientes de fricción, algo muy importante a tener en cuenta para reducir las pérdidas de carga en la tubería. 

• El aluminio es una opción muy popular para las instalaciones de tuberías porque es ligero, tiene una excelente fuerza estructural y es muy resistente a la corrosión. 
• Su interior liso permite reducir las pérdidas en las líneas, y la reconfiguración del sistema de tuberías es extremadamente sencilla si tu instalación se traslada o amplía. 
• Aunque el costo inicial de los materiales será mayor que el del hierro negro, el ahorro en la mano de obra de la instalación compensará la diferencia en el costo de los materiales.

• Por su costo moderado y su amplia disponibilidad, el hierro negro ha sido tradicionalmente una de las opciones de tuberías más populares. 
• Sin embargo, el hierro negro es difícil de instalar y mantener. 
• Con el tiempo, la oxidación y la corrosión internas de la tubería se convierten en un problema, ya que la corrosión impide el flujo de aire y las partículas se introducen en la corriente de la tubería, causando daños a los equipos. 
• Los accesorios y las tuberías son roscados, por lo que hay que desmontar grandes tramos de tubería para solucionar las fugas. Si hay que modificar el trazado de las tuberías, hay que cortar y roscar nuevos tubos.

• El cobre es un material excelente, pero algo caro. 
• Proporciona una pared interna lisa y sin corrosión para una baja caída de presión. 
• La instalación del cobre puede llevar mucho tiempo y puede requerir la intervención de un instalador autorizado, dependiendo de la normativa de su localidad. 
• El cobre también puede ser inflexible y caro cuando se trata de reconfigurar y hacer cambios en un sistema existente.

• Ligero y barato, el PVC es también un producto común para las tuberías. 
• Es muy fácil de instalar y las reconfiguraciones no suelen suponer un gran problema. 
• Sin embargo, es un potencial riesgo para la salud laboral bajo presión y altas temperaturas. No cuenta con el respaldo de la OSHA para ninguna aplicación de aire comprimido. Por lo tanto, no es una opción de tubería viable.