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Parece fácil, pero no lo es. Seleccionar el tamaño o modelo de un compresor en función del caudal requerido puede encerrar una trampa mortal si no se manejan correctamente los conceptos.

La selección del tamaño o modelo de un compresor se basa principalmente en dos conceptos: Caudal y Presión. De los dos, el caudal encierra algunos elementos que pueden inducir a error como son el concepto Normales, Standard o FAD.

En todo momento estamos hablando de caudal y, por tanto, un volumen por unidad de tiempo. Pero en función del uso del concepto Normales, Standard o FAD, no lo estamos haciendo bajo las mismas condiciones de referencia.

Es importante definir primero a qué nos referimos con condiciones de referencia:

Condiciones de referencia son los valores de Presión Atmosférica, Humedad y Temperatura en los que está medido un determinado volumen de un gas.

Las condiciones de referencia son importantes porque en función de los valores que las definen, el valor absoluto de la cifra de caudal que se está manejando puede tener variaciones importantes.

El aire atmosférico que se utiliza para comprimirlo en un compresor está formado por una mezcla de gases entre los que se encuentra el vapor de agua. Por esa razón, muchos de los valores de caudal que se encuentran en las especificaciones técnicas de equipos y consumidores se refieren a unidades a las que no afecten ni el vapor de agua, ni la temperatura.

De esta forma, los valores de caudal con los que seleccionar un compresor se pueden encontrar en Normales, Standard o FAD. Todos ellos se relacionan entre sí en función de temperatura, presión atmosférica y humedad.

Es una magnitud que define el caudal de aire que produce un compresor medido en condiciones de aspiración. Las siglas vienen dadas por su denominación en inglés Free Air Delivery, cuya traducción al español es Aire Libre Suministrado.

El caudal que la mayoría de los fabricantes indican como FAD en sus catálogos corresponde al medido según ISO 1217. Esta norma regula el procedimiento en la medición del caudal a la salida del Air-End o unidad compresora, así como las condiciones de referencia para hacerlo.

Para calcular el caudal FAD que se necesita, hay que tener en cuenta las condiciones de aspiración del compresor, es decir, la temperatura de aspiración del aire, humedad y presión absoluta con las que se ha definido dicho caudal.

Es una magnitud que define un volumen de aire o gas. En este caso, por convención se consideran las siguientes condiciones de referencia:

También se pueden encontrar algunos valores medidos en condiciones Standard que, al igual que los caudales anteriores, se trata de una magnitud que define un volumen de aire o gas. En este caso las condiciones de referencia son:

Lo más habitual es encontrar caudales medidos en condiciones Normales y de hecho son los más utilizados en el ámbito europeo.

Cuando existen valores medidos en condiciones Normales, ya se sabe de antemano cuáles son las condiciones de referencia con las que dichos valores han sido considerados (0 ºC, 1,013 bar (a) y seco), pero este valor no es suficiente para seleccionar el compresor. Hay que tener en cuenta las condiciones en las que el aire atmosférico es aspirado por el compresor en realidad.

Para ello hay que transformar el caudal medido en condiciones Normales a un caudal medido en condiciones de aspiración o de trabajo del compresor. Ese caudal transformado considera como condiciones de referencia las correspondientes al lugar donde está ubicado el compresor o las de diseño requeridas por el proyectista de la instalación.

Finalmente, ese será el caudal con el que se deberá seleccionar el compresor adecuado para la instalación o aplicación para la que necesitamos el aire comprimido.

La forma de calcular este nuevo caudal tiene una cierta complejidad y por esa razón, en mundocompresor.com hemos desarrollado una aplicación que contiene una fórmula de cálculo que, de forma sencilla y rápida, facilita un resultado con el que se puede trabajar.

Como las alternativas de temperatura y humedad pueden ser varias y las aplicaciones también, siempre aconsejamos usar el valor de esta fórmula como orientativo y consultar la selección del compresor con el fabricante elegido en cada caso.

Ejemplo, cálculo de un caudal en Normales a aire aspirado / FAD

Para facilitar la comprensión de la fórmula de cálculo realizaremos un ejemplo:

Supongamos que necesitamos seleccionar un compresor de las siguientes características:

Caudal 12 Nm3/min
Presión de trabajo 10 bar g
Temperatura ambiente de diseño 35 ºC
Humedad relativa de diseño 60%
Ubicación 1000 metros sobre el nivel del mar.

Si acudimos con estos datos al catálogo de cualquier fabricante de compresores, seguramente seleccionaríamos un modelo con una potencia de 75 kW, debido a que para la presión de 10 barg indicada, todos los fabricantes rondan los 12 m3/min.

Pero al hacerlo hemos cometido un error, no hemos considerado que delante de las unidades de medición el caudal lleva la N de Normales y, por lo tanto, dicho caudal no está considerado en las mismas condiciones de temperatura, humedad y presión atmosférica que solicita el diseñador de la planta.

Lo primero que hay que averiguar es la presión atmosférica a los 1000 metros de altitud indicados. En este caso dicho valor es de 0,896 bar (a).

A continuación, habrá que calcular el caudal para las condiciones indicadas. Para ello se pueden aplicar las fórmulas correspondientes o acudir a la fórmula de cálculo disponible en mundocompresor.com.

1. Introducir el caudal requerido en la especificación. Marcar las condiciones de referencia solicitadas, que en este caso son N-Normales y poner las unidades en m3/min:

2. Se puede verificar que la aplicación indica los valores que ha determinado en las condiciones seleccionadas y que en el ejemplo son N-Normales:

Si los datos estuvieran en Standard, bastará hacer clic sobre la palabra Standard para que la aplicación adapte los cálculos a esas condiciones. En el ejemplo seguiremos con N-Normales.

3. A continuación, introducir los datos de las condiciones locales:

4. Con toda la información introducida, hacer clic en calcular y la aplicación ofrecerá el valor buscado. Atención a las unidades de medición, que en este caso habrá que cambiar a m3/min para mantener los mismos valores con los que hemos estado trabajando.

Con todos los valores introducidos, la aplicación indica que el caudal es de 15,91 m3/min. Ahora, al seleccionar el compresor dentro de las tablas del fabricante, se puede ver que posiblemente sea necesario un equipo de 90 kW porque el de 75 kW previamente seleccionado se queda pequeño.

Si se hubiera mantenido la selección inicial, se estaría instalando un compresor de un tamaño inferior al requerido, lo que condicionaría el funcionamiento correcto de la planta.

La aplicación permite trabajar con diferentes unidades para el caudal, tanto en los datos de entrada como en el resultado calculado.

7 consejos importantes en la selección de un compresor en función del caudal

1. Atención a la letra N o S que va delante de las unidades de caudal. Esa letra indica que el caudal está medido en condiciones Normales o Standard.

2. El caudal FAD de un compresor es el que puede suministrar dicho compresor medido en condiciones de aspiración.

3. El caudal medido en condiciones Normales o Standard no es válido para seleccionar el compresor de las tablas del catálogo del fabricante. Hay que transformar dicho caudal a condiciones de aspiración.

4. El caudal en condiciones de aspiración es el correspondiente al valor en Normales o Standard modificado por la humedad, temperatura y presión absoluta a la que está sometido el gas en el lugar de ubicación del compresor o a los valores que el proyectista ha determinado como de diseño.

5. Para calcular este caudal, utilizar la fórmula de cálculo de mundocompresor.com.

6. El caudal en condiciones de aspiración deberá ser igual o ligeramente inferior al FAD del compresor.

7. Verificar todos estos cálculos con el fabricante del compresor seleccionado.