1. INTRODUCCIN En la actualidad la tecnologa neumtica ha ganado una importancia muy grande en el campo automotriz. Existen herramientas que funcionan mediante aire comprimido, utilizadas en un taller automotriz como por ejemplo: los compresores, los atornilladores de carraca-rachet, atornilladores de impacto neumticos, pistola engrasadoras, infladores de neumticos, bancos de limpieza de inyectores por aire comprimido, etc. 2. OBJETIVOS2.1. Generales Dimensionar una instalacin de aire comprimido para abastecer un taller mecnico automotriz.2.2. Especficos Calcular el caudal de aire que atraviesa por cada una de las tuberas de instalacin. Identificar los diferentes componentes que hacen parte de una red de aire comprimido. Determinar los valores entre los que se tiene que encontrar el dimetro de la tubera principal. Elegir del catlogo el dimetro de la tubera ms adecuada. Calcular las prdidas de carga.

3. MARCO TERICO 3.1. Instalacin de una red de aire comprimidoSe puede comparar a este tipo de instalaciones, como instalaciones de electricidad, gas y agua, su aplicacin es muy amplia a nivel industrial. Son usados en motores neumticos y actuadores de precisin y en general equipos de control, debido a su aplicacin se requiere una mayor calidad de aire.3.1.1. Tubera principalLa tubera principal se encarga de conducir el aire comprimido que consume el sistema, debe de tener la mayor seccin posible para evitar cadas de presin, adems de permitir una futura ampliacin de la lnea de distribucin. 3.1.2. Tuberas secundarias Son derivaciones de la tubera principal, conectndose con las tuberas de servicio, su caudal depende de los elementos que alimenta. 3.1.3. Tuberas de servicio Estas tuberas estn directamente conectadas a los elementos o equipos neumticos, deben contar con conectores rpidos, usualmente sobre ellos tambin se sitan unidades de mantenimiento con el fin de mejorar la calidad de aire entregado a los elementos. 3.2. Criterios para calcular una red neumtica Se debe tener en claro el consumo de aire, para lo cual se debe contemplar: Numero de mquinas, sus respectivos consumos (m3/h), tiempo diario de servicio de las maquinas, presin de salida y trabajo del equipo. Para el clculo de redes neumticas se usan nomogramas, los cuales son grficos que facilitan el clculo y la seleccin de los elementos y dimensiones de la red de aire. De acuerdo a la presin y caudal requeridos se selecciona el tipo de compresor que satisfaga las necesidades de la red.

4. DESARROLLO 4.1. Calculo en instalaciones neumticaSe quiere disear una instalacin de aire comprimido para abastecer un taller mecnico automotriz. Dicho taller contiene las siguientes maquinas: Una mquina de Atornillador carraca-rachet: Consume aire a razn 113 Litros/min a una presin de 6.2 Bar. Mientras que el consumo de aire es de 50% del tiempo en que est en marcha dicha maquina neumtica. Un atornillador de impacto neumtico: El consumo de aire de esta mquina es de 120 Litros/min de aire, a una presin de 6.2 Bar. El consumo de aire durante el tiempo que permanece funcionando es de 60%. Pistola engrasadora: Consume aire a razn de 85 Litros/min a una presin de 7 Bar. Esta herramienta funciona al 70% del tiempo que permanece funcionando. Pistola de aire: Este dispositivo neumtico consume aire a 105 Litros/min a una presin de 4.9 Bar. El consumo de aire es del 60% del tiempo que est en marcha. Desmontadora de neumticos: Consume aire a razn de 130 Litros/min a una presin de 7.5 Bar. Consume 40% del aire durante el tiempo que permanece funcionando la mquina.

Se trata de una pequea instalacin, debido a que las herramientas neumticas mencionadas se usan en talleres mecnicos pequeos. Para dimensionar una red neumtica (Aire comprimido), se necesita calcular los dimetros de las tuberas, el compresor y el volumen del depsito ms adecuado.

4.2. DATOS GENERALES Para el diseo de una red neumtica, se desea que la presin del servicio de instalacin este comprendida entre 6.3 y 7 Bar y la presin antes de la unidad de mantenimiento de cada consumo tiene que ser menor que 6 Bar. Tomando en cuenta que la presin atmosfrica es de 1 Bar y est a una temperatura de 23 oC.

4.3. CALCULO DE LA INSTALACIN PASO A PASO Se debe tomar en cuenta, los consumos de aire de acuerdo a las prdidas de carga que se producirn en la instalacin. El consumo de aire para este caso es ms desfavorable debido a que todas estas herramientas se utilizan todo el tiempo y estn consumiendo aire comprimido a la vez, debido a que son herramientas muy utilizadas en un taller mecnico automotriz. 4.3.1. Predimensionamiento de los dimetros de las tuberasUn aspecto importante que se debe tomar en cuenta para el diseo de una red neumtica es la velocidad del aire que va a circular por la lnea principal y las lneas secundarias, para este caso se toman los siguientes valores:Lnea Principal6 - 10 m/s

Lneas secundarias15 - 20 m/s

Tabla 1: Velocidades del aire dentro de la lnea principal y las secundariasPaso 1: Determinar el caudal del aire que est a una presin de 6.3 Bar en todas las tuberas de la instalacin neumtica, asumiendo que todas las mquinas estn funcionando y consumiendo aire comprimido a la vez. La frmula para calcular el paso de un caudal de aire de unas condiciones a otras es la siguiente:

Donde:

Paso 2: Determinar los valores del dimetro interior de la tubera principal (Lnea principal).

De acuerdo a los clculos el dimetro interior de la tubera debe estar entre los valores de 34 y 44 mm. Pero la instalacin de la red neumtica debe instalarse para ampliaciones futuras, es decir despus de un tiempo se le agregara ms herramientas de trabajo. Se elige la tubera de dimetro 44 mm. Paso 3: Determinar el dimetro de las tuberas de acometida (Lneas secundarias). El mayor caudal de los 5, se utilizara para determinar el dimetro interior de las tuberas acometidas.Para los clculos del dimetro mximo y mnimo de las tuberas se toma en cuenta el criterio de las velocidades entre 15 y 20.

El dimetro interior para las tuberas secundarias (acometidas) ser de 15 mm. 4.3.2. Clculos de prdidas de cargasPara el dimensionamiento de las instalaciones de aire comprimido se usa nomogramas los cuales son proporcionados por los fabricantes de tuberas o de compresores. Los nomogramas son grficos con rectas regladas que representan una ley matemtica. Los nomogramas permiten realizar clculos aproximados mediante una grfica de una forma muy rpida. Uso del nomograma para calcular las prdidas de carga.Se calcula la perdida de carga de la herramienta que obtiene un mayor consumo de aire comprimido, el cual es la desmontadora de neumticos que consume 130 l/min a 7.5 Bar.

Con los valores calculados, se procede al uso del nomograma: La prdidas de carga en el nomograma es de 0.03 Bar aproximadamente para las lneas secundarias.

Se estudian las prdidas de carga en la tubera principal hasta la primera tubera (secundaria), en la que el caudal es el consumo total de todas las maquinas.

Segn el nomograma, la prdida de carga en la tubera principal es aproximadamente 0.008 Bar. 4.4. SELECCIN DEL COMPRESOR La regulacin de la presin el deposito se realizara mediante la parada y puesta en marcha cuando alcance las presiones de 6.3 y 7 bar respectivamente. Coeficiente de uso (Cu): el coeficiente de uso se define como la fraccin del tiempo total de funcionamiento en la cual la maquina consume aire comprimido.

Coeficiente de simultaneidad (Cs):El coeficiente de simultaneidad se determina de acuerdo a la cantidad de unidades consumidoras.Cs= 0.83

Caudales normales son:

Caudal que debe proporcionar el compresor: Coeficiente de mayoracin para futuras ampliaciones (CMA): 1.3Coeficiente de mayoracin por fugas (CMF): 1.05 Coeficiente del ciclo del funcionamiento del compresor (CCC): 1

5. CONCLUSIONES El aire comprimido es un medio de energa utilizado en los talleres automotrices para el proceso de arreglos de partes del automvil. Para un diseo de un sistema de aire comprimido se recomienda agrupar en un espacio los equipos principales esto es, compresor depsito y los equipos de secado donde partirn las lneas principales y de distribucin hasta los puntos de consumo, tratando siempre de minimizar las longitudes de las tuberas. La red principal ha sido diseada de forma independiente con el fin de abastecer cada uno de los puntos de consumo ms lejanos del taller. Se ha dimensionado las tuberas con el fin de evitar cadas de presin y prdidas en la red.