Sistemas de aluminio modulares: Tecnología eficiente para redes de aire comprimido
La red de aire es un elemento vital para lograr la eficiencia de una instalación de aire comprimido y las tuberías de aluminio constituyen la solución más eficiente, en comparación con otros materiales tradicionales.
Cuando nos enfrentamos a una economía incierta y un entorno altamente competitivo, hasta la mejor solución técnica debe demostrar ser también una decisión financieramente acertada. El verdadero desafío para los ingenieros de diseño y contratistas mecánicos, es probar el valor real del sistema, el retorno de la inversión y el menor coste total de explotación.
Los sistemas de aluminio son soluciones ideales para nuevos proyectos, renovaciones, ampliaciones o modificaciones de los sistemas existentes. La tubería de aluminio, bien conocida por su alto rendimiento, se puede utilizar en una amplia gama de industrias incluyendo la aeroespacial, alimentaria, bebidas, automoción, productos químicos, electrónica, embalaje, mantenimiento de vehículos, impresión, metalurgia, productos farmacéuticos, plásticos, textiles y minería.
En este artículo explicaremos cómo las redes de aire comprimidoconstruidas con tubería de aluminio proporcionan un retorno de la inversión más rápido que los sistemas de aire comprimido que utilizan otros materiales y diseños como el acero negro, acero galvanizado, cobre, acero inoxidable y plástico (PVC):
El coste inicial de instalación de una red de aire comprimido con tubería de aluminio es notablemente más bajo, teniendo en cuenta todos los beneficios que se obtienen con ella.
En primer lugar, el precio de las herramientas necesarias para su instalación es más bajo que el requerido para otros materiales.
En segundo lugar, el precio de la tubería y accesorios se compensa en gran medida al valorar el tiempo de instalación general y los ahorros producidos por la reducción de costes de diseño y mano de obra. Analizando esto en su conjunto, resulta que el aluminio es una solución muy competitiva.
Uno de los mayores ahorros que ofrece el aluminio es el coste laboral considerablemente más bajo que en otros materiales. Debido a los exclusivos componentes de enclavamiento del sistema de aluminio para empalmar los tubos, no hay necesidad de herramientas especiales o de otra preparación. Simplemente se realiza la conexión de las tuberías mediante la exclusiva tecnología de conexión rápida, consiguiendo una conexión segura y estanca al mismo tiempo.
Instalador montando una red de aire comprimido de aluminio. Fuente: Parker Transair
Tampoco hay necesidad de mano de obra especializada con el uso de herramientas especiales asociadas con sistemas de roscado y soldadura como son requeridas para las instalaciones de aire comprimido con tubos de acero. Estos factores, junto con tiempos de instalación más rápidos y el hecho de que los sistemas de aluminio requieren a menudo sólo un instalador, pueden producir un ahorro de mano de obra superior al 50 por ciento.
Los componentes de enclavamiento de conexión rápida no sólo simplifican la instalación sino también facilitan la modificación de los sistemas existentes.
Este tiempo de instalación reducido también ayuda a asegurar que los proyectos se terminen a tiempo y dentro del presupuesto. Además, los instaladores pueden realizar más instalaciones en el mismo período de tiempo requerido para una instalación con tubería tradicional.
Sin duda, la mejor manera de garantizar el menor coste de una instalación es aprovechar al máximo el soporte técnico y la asistencia en la planta que pueden ofrecer los instaladores de sistemas de aluminio, debido a que desde el diseño hasta la finalización del trabajo, disponen de una variedad de recursos que ayudan en la instalación de un sistema de aire comprimido.
Al ser sistemas modulares, los fabricantes han desarrollado un catálogo muy completo que permite localizar todos los elementos necesarios de forma rápida y sencilla. Además, estos fabricantes ofrecen el acceso vía internet a una serie de herramientas de diseño, dibujos CAD y calculadoras, que permiten al instalador determinar el caudal, diámetro de tubería, pérdidas de carga y ahorros de energía para cada instalación de aire comprimido.
Más allá de estos recursos, los fabricantes están en disposición de proporcionar soporte técnico al inicio del proyecto, comprobando que el cliente tiene diseñado el sistema de aire comprimido adecuado a sus necesidades y ahorrándole preocupaciones innecesarias. Dependiendo del tamaño y la complejidad del proyecto, los fabricantes pueden incluso proporcionar asistencia en local, así como colaborar para asegurar la conformidad de la instalación.
Ejemplo de instalación de aire comprimido con tuberías de aluminio modulares en una rotativa (Times, Reino Unido). Fuente Parker Transair
Mayor Seguridad
No hay duda de que la instalación de sistemas de tuberías en acero y cobre tienen un grado de dificultad elevado, incluso para los instaladores más expertos. Los materiales constructivos de la tubería y los accesorios son pesados, por lo que son más difíciles de instalar y manejar, llegando incluso a incrementar el riesgo de lesiones por el elevado peso de sus componentes.
Trabajar con equipos de soldadura siempre exige un alto grado de protección debido a posibles lesiones inmediatas por quemaduras accidentales, o el riesgo a largo plazo para la vista, por lesiones en el ojo del operario producido por el flash del arco del soldador, así como para los pulmones, por la inhalación de los gases desprendidos.
Por el contrario, los sistemas de aluminio son más fáciles y seguros de instalar. Se trabaja con materiales más ligeros y no se requiere soldadura para su instalación. A modo de ejemplo, podemos ver que un tubo de acero de Ø 63 y 6 metros de largo pesa unos 41 kilos y son requeridas dos personas para moverlo e instalarlo, mientras que el tubo de aluminio equivalente, pesa menos de 8 kilos y solo necesita de una persona para ser montado.
Esto también implica que puedan instalarse de manera segura en entornos peligrosos como la minería, la producción de petróleo y gas, centrales eléctricas o aplicaciones donde existen materiales inflamables y áreas restringidas, en las que los humos pueden convertirse en un riesgo importante para el trabajador.
Mejor calidad en el aire comprimido
El aire comprimido suministrado por un sistema de tubos de aluminio es significativamente más limpio que el aire suministrado por un sistema de tubos en acero, debido a que se eliminan los problemas derivados de la corrosión interna o virutas (es decir, acumulación de partículas finas de metal debido al corte, mecanizado o molido), muy comunes en sistemas de tubería de acero.
De hecho, el sistema está garantizado para conducir el aire comprimido limpio desde el compresor hasta las máquinas que lo usan y con un flujo óptimo en todo el circuito. Las redes de aluminio modulares suelen cumplir con los requisitos de la norma ISO 8573-1: 2010 de calidad del aire, para las aplicaciones que lo requieran (agroalimentarias, farmacéuticas, etc…).
La normativa ISO 8573-1: 2010 define la clase de pureza del aire comprimido con respecto a las partículas, el agua y el aceite, independientemente de la ubicación en el sistema de aire comprimido en el que se especifica o mide el aire.
Un aire más limpio también da como resultado menores costes de energía y de mantenimiento.
Flexibilidad
Gracias a su tecnología para una interconexión rápida, una red o sistema de aluminio modular es mucho más sencillo de modificar cuando es necesario hacer cambios en la red. La tecnología de componentes desmontables permite adaptarse rápida y fácilmente a los cambios en los requisitos de proceso o de expansión.
Por ejemplo, una bajante para un nuevo equipo se podría instalar en un tiempo de 10-15 minutos aproximadamente, en lugar de las dos horas que a menudo son requeridas con los sistemas tradicionales. Este ahorro de tiempo puede ser un ahorro económico muy importante, debido a que una parada de producción es sinónimo de perdida de ganancias para las industrias.
La ilustración muestra el método de conexión y desconexión rápida utilizado para tuberías de aluminio que tiene un diámetro pequeño (½ "a 1 ½"). Fuente: Parker Transair
Eficiencia energética
Los estudios han demostrado que el aire comprimido industrial representa entre el 10 y el 40 por ciento del coste total del consumo eléctrico en cualquier instalación industrial. A pesar ello, muchos de los sistemas de aire comprimido tradicionales instalados tienen una eficiencia energética muy baja y una mejora en este punto podría suponer un ahorro de más del 35 por ciento de los costes anuales.
¡Esto representa una gran oportunidad de ahorro para las empresas que necesitan instalar o actualizar sus sistemas de aire comprimido!. La energía requerida para la circulación del aire comprimido en la red de tuberías de cualquier industria es muy elevada y la pérdida de presión debida a la corrosión interna de las tuberías de acero implica un incremento sustancial del consumo de energía de los compresores.
Dado que las tuberías de aluminio no se corroen como el acero, hay una menor fricción de aire en todo el sistema, permaneciendo así durante todo ciclo de vida del sistema. El diseño de una red de aire comprimido con un sistema de aluminio consigue una reducción de las caídas de presión, debido a la inexistencia de la corrosión y como resultado una mejor eficiencia energética.
Comparación del flujo de aire - Tubo corroído de acero (Izquierda) y tubo de aluminio (derecha). Fuente: Parker Transair
Al mismo tiempo, el diseño único de los componentes y conectores en los sistemas de aluminio reduce no solo la caída de presión, sino las fugas de aire comprimido. Los componentes de los sistemas de aluminio ofrecen un sello innovador en comparación con los sistemas tradicionales, que como resultado permite garantizar un funcionamiento sin fugas.
Disponer de una instalación con menos fugas implica que el compresor tiene que funcionar también menos, generándose un ahorro energético de hasta el 50%.
Ejemplo: Suponiendo el consumo del aire comprimido en una fábrica el 10% de los costes eléctricos, con un valor de 15.502,5 €. Un ahorro del 50% en este gasto representaría una reducción anual de 7.751,25 € netos.
La tabla nos muestra el volumen de aire (a 7 bar) perdido por las fugas.
En la tabla superior, se puede ver el caudal de aire comprimido perdido por pequeños agujeros y su equivalencia en kW consumidos por el compresor. Teniendo en cuenta estas cifras, se puede analizar la energía perdida en la fugacidad de una instalación y calcular su repercusión económica.
Amigable con el medio ambiente
Dado que la mitad de los costes energéticos de los sistemas tradicionales de aire comprimido pueden atribuirse a los residuos y fugas, los sistemas de aluminio de bajo consumo energético también son más respetuosos con el medio ambiente.
El aluminio también tiene una huella total de carbono menor que otros materiales de tuberías. De hecho, haciendo el análisis del ciclo de vida, desde la producción de materias primas hasta el final de la vida útil del producto, se puede demostrar que el uso del aluminio es cinco veces menos dañino para el medio ambiente que un sistema tradicional de tubos de acero.
La tecnología de componentes desmontables de las redes de aluminio modulares hace también que sea más ecológico porque permite que los componentes que se retiran del sistema sean reutilizados dentro de la misma instalación o en otra ubicación, reduciendo así los materiales que de otra forma tendrían que ser eliminados como desecho.
Menor Coste total de explotación
Un análisis en conjunto de una instalación de aire comprimido realizada con tubería de aluminio mostraría que el empleo de este material puede reportar un ahorro económico importante.
En la siguiente tabla, se compara el coste de una instalación tipo en aluminio con la equivalente en acero al carbono y cobre.
Fuente: Parker Transair
Esta comparativa está basada en una hipotética instalación que incluye 150 metros de tubería, 16 codos, 7 tés y 10 acoplamientos. Las horas de trabajo se han estimado usando las tarifas del manual de la Asociación de Contratistas Mecánicos de América (MCAA), factorizado por 0,7, que es un valor típico en la estimación de este tipo de proyectos.
El estudio refleja un ahorro importante en la instalación, es decir, en el conjunto de los materiales empleados más la mano de obra, así como una importante reducción en los costes de explotación.
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Sábado, 21 de diciembre de 2024 
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Por el contrario, los sistemas de aluminio son más fáciles y seguros de instalar. Se trabaja con materiales más ligeros y no se requiere soldadura para su instalación. A modo de ejemplo, podemos ver que un tubo de acero de Ø 63 y 6 metros de largo pesa unos 41 kilos y son requeridas dos personas para moverlo e instalarlo, mientras que el tubo de aluminio equivalente, pesa menos de 8 kilos y solo necesita de una persona para ser montado.
