DISEÑO Y MANTENIMIENTO DE SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO EN ENTORNOS INDUSTRIALES

MÓDULO 1. INTRODUCCIÓN A LA NEUMÁTICA INDUSTRIAL

10 HORAS

** La neumática, el uso de aire comprimido para transmitir y controlar energía, se ha consolidado como una de las formas de energía más habituales en las instalaciones industriales de todo el mundo. Su versatilidad, eficiencia y seguridad la han convertido en una tecnología indispensable para una amplia variedad de aplicaciones, que van desde la automatización de procesos hasta la operación de herramientas y equipos. Permite movimientos precisos, rápidos y repetibles, fundamentales en líneas de producción automatizadas y en sistemas de control avanzados. Además, al ser una materia en constante evolución, sigue incorporando avances tecnológicos que mejoran su eficiencia y sostenibilidad, adaptándose a las demandas crecientes de la industria moderna.

1.1. Introducción a la neumática industrial:

1.1.1. Historia y evolución de los sistemas neumáticos.

1.1.2. La neumática del siglo XIX, la Revolución Industrial.

1.1.3. La neumática del siglo XX, la mejora del control.

1.1.4. La neumática del siglo XXI, la eficiencia energética y la calidad del aire.

1.2. Física de la neumática:

1.2.1. La presión.

1.2.2. La temperatura.

1.2.3. La capacidad térmica.

1.2.4. El trabajo.

1.2.5. La potencia.

1.2.6. El caudal volumétrico.

1.2.7. La velocidad del aire comprimido.

1.2.8. Principios básicos de la física de gases:

1.2.8.1. Ley de Boyle.

1.2.8.2. Ley de Charles.

1.2.9. La transferencia de calor.

1.3. El aire:

1.3.1. El aire seco.

1.3.2. El aire húmedo.

MÓDULO 2. LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO INDUSTRIALES

24 HORAS

** Un sistema de aire comprimido es una instalación diseñada para generar, almacenar, distribuir y utilizar aire a alta presión para múltiples aplicaciones industriales. Son sistemas esenciales en numerosos sectores debido a su flexibilidad, eficiencia y capacidad para alimentar una amplia gama de herramientas y equipos, diseñados específicamente para adaptarse a las necesidades particulares de cada tipo de suministro.

2.1. Introducción a los sistemas de aire comprimido.

2.2. El compresor de aire:

2.2.1. Breve historia.

2.2.2. Tipos de compresores:

2.2.2.1. Clasificación por principio de funcionamiento.

2.2.2.2. Compresores de desplazamiento positivo.

2.2.2.3. Compresores dinámicos.

2.2.2.4. Otras clasificaciones.

2.2.3. Compresores de pistón.

2.2.4. Compresores de tornillo rotativo.

2.2.5. Compresores de uña.

2.2.6. Compresores de scroll.

2.2.7. Compresores de diafragma o membrana.

2.2.8. Compresores de paletas rotativas.

2.2.9. Aplicaciones especiales:

2.2.9.1. Bombas o compresores de vacío.

2.2.9.2. Soplantes.

2.2.9.3. Boosters.

2.3. El tratamiento del aire comprimido:

2.3.1. Secadores:

2.3.1.1. El vapor de agua en el aire.

2.3.1.2. Capacidad de retención de vapor de agua del aire.

2.3.1.3. Funcionamiento de los secadores.

2.3.1.4. Tipos de secadores para aire comprimido.

2.3.2. Filtros:

2.3.2.1. Las partículas en el aire.

2.3.2.2. Impacto de las partículas en los sistemas neumáticos.

2.3.2.3. Las partículas que encontramos en el aire comprimido.

2.3.2.4. Tipos de filtros para aire comprimido.

2.3.3. ISO 8573-1:

2.3.3.1. Las clases de aire comprimido.

2.3.4. Depósitos acumuladores:

2.3.4.1. Funciones de los depósitos de aire comprimido.

2.3.4.2. Tipos de depósitos en un sistema de aire comprimido.

2.3.4.3. Certificaciones y normativa.

2.3.4.4. Tipos de inspecciones.

2.3.4.5. Mantenimiento de un depósito de aire.

2.3.4.6. Normativa de inspecciones periódicas (España).

2.3.5. Purgadores:

2.3.5.1. Tipos de purgadores.

2.3.6. Separadores de aceite de los condensados.

2.3.7. Válvulas y actuadores.

MÓDULO 3. DISEÑO DE UN SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO

18 HORAS

** El correcto diseño de una sala de compresores en una planta industrial es fundamental para maximizar la eficiencia energética del sistema, reducir costos operativos y prolongar la vida útil de los equipos. Garantiza un mantenimiento más sencillo y seguro, minimiza el tiempo de inactividad y mejora la fiabilidad del sistema. Además, optimiza el uso del espacio, asegura la seguridad operativa de los trabajadores y facilita el cumplimiento de normativas, por lo que un diseño adecuado mejora el rendimiento, la sostenibilidad y la seguridad de las operaciones industriales.

3.1. Ubicación: dónde poner la sala de compresores.

3.2. Ventilación y refrigeración:

3.2.1. Ventilación:

3.2.1.1. Criterios de ventilación.

3.2.1.2. Calcular la ventilación necesaria en la sala.

3.2.2. Refrigeración de la sala de compresores.

3.3. Control de ruido.

3.4. Sistemas de tuberías y conexiones:

3.4.1. Criterios para una red eficiente y segura.

3.4.2. Topologías habituales en redes de aire comprimido.

3.4.3. Tipos de materiales de construcción de redes de aire comprimido.

3.4.4. Configuración y dimensionamiento de una red de aire comprimido:

3.4.4.1. Configuración de ramales y secciones de tubería.

3.4.4.2. Cálculo de la pérdida de carga.

3.5. Almacenamiento de aire comprimido:

3.5.1. Cálculo de un depósito de aire comprimido.

3.6. La gestión de los condensados:

3.6.1. La recolección de los condensados.

3.6.2. La depuración de los condensados.

3.6.3. El cálculo de una instalación de gestión de condensados.

3.7. Monitorización y control:

3.7.1. Implementar un sistema de monitorización.

3.7.2. Elementos necesarios para monitorizar un sistema de aire comprimido:

3.7.2.1. Sensores o transductores.

3.7.2.2. Controladores.

3.7.2.3. Software de supervisión y control.

3.7.2.4. Protocolos de comunicación industrial.

3.7.2.5. Redes de comunicación industrial.

3.7.2.6. Gateways y convertidores.

3.7.3. Definiendo la monitorización de la sala de compresores.

3.8. Instalación eléctrica:

3.8.1. Evaluación de requisitos.

3.8.2. Planificación del esquema eléctrico.

3.8.3. Selección de componentes y sistemas de protección.

3.8.4. Cálculo de la instalación eléctrica de una sala de compresores.

3.9. Planificación del mantenimiento.

3.10. Seguridad y cumplimiento normativo.

MÓDULO 4. EL MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE AIRE COMPRIMIDO INDUSTRIAL

14 HORAS

** Realizar un mantenimiento regular de los equipos que componen el sistema de aire comprimido es muy importante por varias razones. En primer lugar, permite que el sistema opere de forma eficiente, lo que disminuye el consumo de energía y los costos operativos, además de extender su vida útil.

La seguridad es otro factor importante. Un sistema que no recibe el mantenimiento adecuado puede presentar fugas de aire, sufrir peligrosos sobrecalentamientos o incluso fallar de manera grave, poniendo en peligro a los trabajadores y ocasionando daños importantes en las máquinas y en los planes de producción de la planta. Mantener el equipo en buen estado es esencial para evitar estos riesgos, garantizar la protección de los empleados y conseguir una alta eficiencia en la producción.

4.1. Claves del mantenimiento de los sistemas de aire comprimido industrial.

4.2. El plan de mantenimiento:

4.2.1. Componentes clave de un buen plan de mantenimiento.

4.2.2. Importancia del plan de mantenimiento.

4.3. Impacto del mantenimiento en la eficiencia y la productividad:

4.3.1. Eficiencia energética.

4.3.2. Productividad.

4.4. Tipos de mantenimiento de un sistema de aire comprimido.

4.5. El mantenimiento preventivo:

4.5.1. La importancia del mantenimiento preventivo.

4.5.2. Elaboración del plan de mantenimiento preventivo:

4.5.2.1. Funcionamiento de un compresor de aire (tornillo) lubricado.

4.5.2.2. La revisión tipo A.

4.5.2.3. La revisión tipo B.

4.5.2.4. La revisión tipo C.

4.5.2.5. La intervención tipo D – Overhaul.

4.5.2.6. La intervención tipo E – Major Overhaul.

4.5.3. El mantenimiento preventivo de los secadores de aire:

4.5.3.1. Funcionamiento de un secador de aire comprimido.

4.5.3.2. Mantenimiento preventivo de un secador de aire comprimido.

4.5.4. El mantenimiento preventivo de los filtros de aire.

4.5.5. El mantenimiento preventivo de los depósitos de aire:

4.5.5.1. Plan de mantenimiento preventivo de los depósitos de aire.

4.6. Elaborando el plan de mantenimiento. Documentos:

4.6.1. El programa de mantenimiento de cada máquina.

4.6.2. Registro de actividades de mantenimiento.

4.6.3. Historial de mantenimiento.

3.6.4. Check list de inspección.

4.6.5. Programa de capacitación.

4.6.6. Manual de operaciones y mantenimiento.

4.6.7. Informes de mantenimiento y recomendaciones.

4.6.8. Plan de gestión de repuestos.

4.6.9. Procedimientos de seguridad.

4.6.10. Aplicaciones de mantenimiento digital.

4.7. Medición y análisis para un buen mantenimiento:

4.7.1. La medición del caudal.

4.7.2. La medición del Punto de Rocío a Presión (PRP).

4.7.3. La medición de las fugas de aire.

4.7.4. La medición de la calidad de aire .

4.7.5. La medición de la energía .

MÓDULO 5. ANÁLISIS DEL COSTE ENERGÉTICO DEL AIRE COMPRIMIDO

14 HORAS

** Estudiar y analizar el consumo de energía de un sistema de aire comprimido industrial es importante porque permite identificar oportunidades de optimización y reducción de costos operativos. Al comprender cómo se utiliza la energía se pueden detectar ineficiencias, como fugas de aire, caídas de presión o sobredimensionamiento del equipo, y aplicar mejoras para aumentar la eficiencia del sistema. Analizar el consumo de energía también ayuda a mantener la fiabilidad del sistema, ya que permite anticipar problemas relacionados con el rendimiento y prolongar la vida útil de los equipos. En conjunto, este análisis es clave para mejorar la competitividad, sostenibilidad y seguridad de las operaciones industriales.

5.1. Auditando el consumo energético del aire comprimido:

5.1.1. Paso 1: Establecer los objetivos de la auditoría.

5.1.2. Paso 2: Recopilación de la información preliminar.

5.1.3. Paso 3: Inspección visual y observación in situ.

5.1.4. Paso 4: Medición y monitorización.

5.1.5. Paso 5: Análisis de datos y evaluación.

5.1.6. Paso 6: Propuesta de recomendaciones y plan de acción.

5.1.7. Paso 7: Presentación del informe y discusión.

5.1.8. Paso 8: Capacitación y sensibilización.

5.1.9. Paso 9: Revisión y mejora continua.

5.2. Medición y análisis. Análisis de demanda de aire:

5.2.1. Fases de un análisis de demanda de aire.

5.2.2. Los elementos de medición. Los Data Loggers.

5.2.3. Relación entre la intensidad consumida y el aire producido por un compresor:

5.2.3.1. Cálculo del factor de proporcionalidad.

5.2.4. Análisis de los datos obtenidos en un ADA:

5.2.4.1. Software de análisis.

5.2.4.2. Las diferentes gráficas.

5.2.5. Interpretación de las gráficas:

5.2.5.1. Identificación de patrones de consumo.

5.2.5.2. Evaluación de la eficiencia energética.

5.2.5.3. Detección de fugas y sobrecargas.

5.2.5.4. Comparación con líneas base y normativas.

5.2.5.5. Ejemplo de interpretación.

5.2.6. Cálculo del coste del consumo eléctrico del compresor:

5.2.6.1. Cálculo de la estimación directa.

5.2.6.2. Cálculo del consumo basado en datos de operación.

5.2.6.3. Cálculo del consumo basado en el perfil de carga.

5.3. Propuesta de mejoras:

5.3.1. Optimización de maquinaria de compresión:

5.3.1.1. Optimización del tamaño del compresor.

5.3.1.2. Optimización a velocidad variable.

5.3.2. Reducción de las pérdidas por fugas:

5.3.2.1. Cuantificar el coste energético de las fugas con el ADA.

5.3.2.2. Reducción de pérdidas y fugas.

5.3.3. Mejora en el almacenamiento y distribución:

5.3.3.1. Identificación de inconsistencias, problemas en almacenamiento y distribución.

5.3.4. Optimización de la presión operativa:

5.3.4.1. Ajuste de la presión del sistema.

5.3.4.2. Zonificación de la red.