Aire comprimido

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Facultad de Ingeniería 
Asignatura: Ingeniería de Planta - Año 2020 
Ingeniería Industrial 
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MSc. Ing. Angélica N. Arenas 
 
AIRE COMPRIMIDO 
 
COMPONENTES: 
Siendo el aire una mezcla y no una combinación química, sus componentes se pueden 
separar. Normalmente esta separación se realiza enfriándola hasta –196 ºC. A esta 
temperatura varios de sus componentes se separan por destilación fraccionada. 
 
La composición media del aire seco hasta una altura aproximada de 25 km se detalla en la 
Tabla 1: 
 
Componentes % en volumen % en peso 
Nitrógeno 78,08 75,51 
Oxigeno 20,95 23,15 
Argón 0,93 1,28 
Dióxido de carbono 0,03 0,048 
Neón 
 
 
 
 
 
0,01 
 
 
 
 
 
 
0,014 
Helio 
Metano 
Criptón 
Monóxido de carbono 
Óxido nitroso 
Hidrogeno 
Ozono 
Xenón 
Dióxido de nitrógeno 
Yodo 
Radón 
 100 100 
 
Tabla 1. Composición media del aire seco 
 
PARÁMETROS PARA MEDIR EL AIRE COMPRIMIDO: 
Las condiciones de un gas se definen mediante las propiedades de estado, que son: 
 
- Presión absoluta P 
- Volumen especifico V 
- Temperatura absoluta T 
 
RIESGOS 
Como la mayoría de las aplicaciones neumáticas no están conectadas a electricidad, a 
menudo no se comprenden los riesgos existentes. Pero de la misma forma que se deben 
cumplir las reglas de seguridad para máquinas y herramientas eléctricas, también hay que 
manipular los aparatos neumáticos con respeto para evitar accidentes graves. 
El aire comprimido almacena grandes cantidades de energía a alta presión, lo cual significa 
que una manipulación incorrecta puede causar incidentes graves en el lugar de trabajo. 
Por ello es importante formar al personal para concienciarlo de los riesgos y hacer que 
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cumpla con las reglas de seguridad establecidas por la empresa; por ejemplo, nunca 
apuntar a otra persona una pistola de limpieza con aire comprimido. 
El aire comprimido no sólo es aire. El aire comprimido es una corriente de aire concentrada 
con presión elevada y alta velocidad que puede causar lesiones graves al operador y a 
personas que están cerca. 
Jugar con aire comprimido puede comportar peligro de muerte. Un intento inocente de 
asustar a otra persona soplando en su espalda hizo que la persona se sorprendiera tanto 
que cayó hacia delante y se lesionó gravemente con las piezas móviles de una máquina. 
Un chorro de aire comprimido dirigido a la cabeza puede causar lesiones oculares graves 
o romper el tímpano del oído. 
El aire comprimido dirigido a la boca puede lesionar los pulmones y el esófago. 
El uso imprudente de aire comprimido para limpiar suciedad o polvo del cuerpo, incluso si 
se usan ropas protectoras, puede hacer que penetre aire comprimido en este, con el riesgo 
consiguiente de dañar los órganos internos. 
La lesión más grave que puede causar el aire comprimido ocurre cuando se sopla aire 
comprimido debajo de la piel; por ejemplo, por una herida. 
Ello puede causar embolia gaseosa; con penetración de burbujas de aire en las venas, que 
se transportan en la sangre. 
Cuando una burbuja llega al corazón se producen síntomas parecidos a un infarto. 
Cuando una burbuja llega al cerebro puede causar hemorragia cerebral. Este tipo de lesión 
puede causar la muerte inmediata. 
Puesto que el aire comprimido normalmente contiene pequeñas cantidades de aceite o 
suciedad, también pueden producirse infecciones graves si penetra aire comprimido en el 
cuerpo. 
Actualmente hay dos países, EE. UU. y Suiza, que han promulgado normativas en cuanto 
al soplado directo en la piel. A menudo los operarios usan pistolas de soplado para 
limpiarse de polvo y suciedad durante o después de una jornada laboral. Cuando se usa 
aire comprimido de esta forma, existe riesgo de que penetren burbujas de aire en la 
circulación sanguínea y causen un trombo. Las reglas de seguridad existentes se han 
promulgado después de varios accidentes mortales por esta causa. 
Además, la norma establece que debe haber algún método o equipo que impida que una 
viruta o partícula, independientemente del tamaño, pueda ser soplada en un ojo o contra 
la piel del operador o algún compañero. 
La protección contra virutas puede estar separada de la boquilla, como en el caso en que 
se usan mamparas o barreras. El empleo de conos de aire protectores es generalmente 
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aceptado para la protección del operador, pero pueden ser necesarias barreras, deflectores 
o pantallas para proteger a compañeros contra la exposición a virutas o partículas aéreas. 
Directrices a seguir para la protección personal propia y de otras personas al usar aire 
comprimido: 
• Nunca apuntar una manguera de aire comprimido ni pistola de soplado a ninguna 
persona, ni para bromear ni para limpiar suciedad de ropas o partes del cuerpo. 
• Usar siempre equipo de protección individual (como, por ejemplo, gafas protectoras) 
al limpiar soplando con aire comprimido. 
• Para limpiar soplando herramientas, máquinas o el lugar de trabajo, usar una pistola 
de soplado segura con una boquilla de soplado que cumpla con los requisitos de 
OSHA. Colocar una mampara protectora alrededor del lugar de trabajo u observar 
que no haya otras personas cerca. 
• Revisar periódicamente las mangueras de aire comprimido para detectar eventuales 
daños y fugas. Retirar inmediatamente una manguera que tenga fugas. Una 
manguera suelta, rota bajo presión, se moverá de forma descontrolada. 
• Antes de desconectar una manguera del sistema de aire comprimido, cerrar el paso 
de aire comprimido con la válvula de cierre más cercana y vaciar el aire restante del 
sistema. 
• Comprobar también que los acoplamientos y las abrazaderas de manguera están 
bien apretados/as. No usar aprieta tornillos para apretar; es mejor usar una llave fija 
y fuerza manual. Sujetar la manguera y la pistola de soplado al acoplar de nuevo el 
aire comprimido. 
• No estrangular nunca el paso del aire temporalmente doblando la manguera. Usar 
siempre una llave de cierre. Abrir siempre la válvula con cuidado para detectar 
eventuales conexiones defectuosas. 
• No dejar mangueras de aire comprimido sobre el suelo, donde alguien pueda 
tropezar con ellas o donde puedan ser dañadas por vehículos, puertas o 
herramientas. Si es posible, colocar los conductos y mangueras de aire comprimido 
en el techo. 
• Tratar siempre el aire comprimido y los componentes relacionados como 
herramientas profesionales; como algo que facilita el trabajo, pero sólo si se trata de 
forma correcta y segura. 
PREPARACIÓN DEL AIRE COMPRIMIDO: 
En la práctica, la calidad del aire comprimido desempeña un papel primordial, tanto en 
algunas aplicaciones de producción propiamente dicha como por ejemplo el sector de 
alimentos, como en la parte del mantenimiento y conservación de los equipos y accesorios 
de la red de aire comprimido. 
 
Para juzgar la calidad del aire comprimido deben de considerarse las siguientes 
características: 
 - Sequedad 
 - Pureza 
 - Presión 
 - Contenido de lubricante 
 
SEQUEDAD: 
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Hay que dedicar especial atención a la humedad que contiene el aire comprimido. El agua 
(humedad) llega al interior de la red con el aire que aspira el compresor. La cantidad de 
humedad depende en primer lugar de la humedad del aire, que a su vez depende de la 
temperatura del aire y de las condiciones climatológicas. 
 
PRESIÓN: 
En la Figura 1 se observa la presión absoluta del aire para distintas condiciones de presión 
manométrica o relativa. 
 
Figura 1. Presión absoluta del aire en función de la de presión manométrica. 
 
PUREZA: 
Las impurezas en forma de partículas de suciedad u óxido, residuos de aceite lubricante y 
humedad dan origen muchas veces a averías en las instalaciones neumáticas y a la 
destrucción de los elementos neumáticos. Y para evitarlas, se debe procurar un filtrado 
correcto del aire aspirado por el compresor, la utilización de compresores exentos de aceite 
es una buena alternativa. 
 
El aire comprimido debe procurarse que no contenga: 
 -polvo y gases aspirados con el aire 
-partículas del compresor o de tuberías de distribución 
-aceite de lubricación del compresor 
-vapor de agua y agua condensada 
-bacterias y virus 
 
Para conseguirlo debe cuidarse la toma de aire y provisión de filtros. 
Las partículas sólidas se caracterizan por el tamaño y por su concentración. La mayor parte 
del polvo queda atrapado en el aceite y se elimina en los filtros de aceite. Los filtros de 
aspiración deben retener las partículas mayores de 5 a 10 micras. 
 
Para conseguir aire completamente exento de aceite, o en grandes cantidades hay que 
usar compresores no lubricados. A veces puede ser una buena solución el empleo de 
compresores de pistón con aros de carbón o politetrafloruroetileno, pero estos 
compresores tienen el inconveniente de que producen partículas microscópicas debido al 
desgaste y los requerimientos de mantenimiento son relativamente altos. La solución mas 
recomendable es el empleo de un compresor de tornillo seco. 
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En la industria farmacéutica, de alimentación y de bebidas, así como en los hospitales 
normalmente es necesario que el aire sea estéril. Esto se puede conseguir calentando el 
aire por encima de 180 °C o empleando filtros especiales que retienen estos 
contaminantes. 
 
Un filtro es eficaz y adecuados tiene las siguientes cualidades: 
- Eficacia de separación, consiguiendo que en su elemento filtrante se deposite gran 
cantidad de polvo, sin disminuir apenas otras propiedades. 
- Capacidad de acumulación, prolongando los periodos de limpieza del filtro. 
- Baja resistencia al aire, ya que la resistencia varía ligeramente según el tipo. 
- Construcción robusta, para que sea capaz de soportar las vibraciones del tubo de 
aspiración, fenómeno corriente en los compresores del tipo de pistón. 
Los tipos mas comunes de filtros son los de laberinto y de papel. Los diversos tipos de 
filtros son: 
- De laberinto impregnados de aceite. 
- En baño de aceite. 
- De fieltro. 
- Otros. 
En la Figura 2 vemos filtros de papel de varios modelos. 
 
Figura 2 Filtros de papel 
 
Los fabricantes suelen incluir en sus catálogos unas tablas de corrección sobre el caudal 
indicado. 
La Tabla 2 muestra la eficiencia del filtro, en función de la presión de trabajo. 
 
La mayoría de los datos sobre el caudal indicado en los catálogos se refieren a una presión 
de 7 bar g. 
 
Cuando haya que trabajar a una presión diferente, habrá que corregir el caudal en función 
de la citada presión. 
 
 
Tabla 2 Eficiencia del filtro, en función de la presión de trabajo. 
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Ejemplo. 
Supongamos un filtro con una capacidad de filtrado a 7 bar g de 1,2 m3/min. Éste es un 
caudal muy estándar en filtros. 
Supongamos el cálculo de dos presiones, 5 bar g y 10 bar g: 
 
• Para 5 bar g. 1,2 x 0,85 = 1,02 m3/min 
• Para 10 bar g. 1,2 x 1,19 = 1,42 m3/min 
 
Como el diseño del filtro está pensado a 7 bar g, cuando disminuye la presión, aumenta el 
volumen y por lo tanto la pérdida de presión en el filtro. 
Lo que nos obligaría a reducir el caudal de filtrado o a elegir un filtro mayor. 
 
 
 
En cuanto al agua condensada la mayor proporción se separa en el enfriador posterior, el 
resto se elimina en los secadores, otros tratamientos del aire comprimido se efectúan en 
el puesto de aplicación. 
 
En la Figura 3 se muestran cómo se produce la eliminación del condensado de los tanques 
de almacenamiento. 
 
Figura 3 Eliminación del condensado de tanques de almacenamiento 
 
CONTENIDO DE LUBRICANTE: 
 
Cuando se utiliza el aire pare accionar motores, cilindros, válvulas, etc., es necesario 
instalar un lubricador. Los elementos lubricados, debido a que la película de lubricante 
reduce al rozamiento, pueden trabajar con menor presión y, lo que es más importante, 
requieren menos mantenimiento. 
Un lubricador as esencialmente un depósito de aceite, que he sido diseñado de tal manera 
que cuando circula aire por él, le suministra una cantidad determinada de aceite, en forma 
de neblina. Este aceite será conducido por la corriente de aire, hasta el lugar de uso, pare 
lubricar todas las partes móviles. 
Todos los lubricadores requieren una cierta cantidad de aire pare poder pulverizar aceite. 
Su diseño debe ser tal, que una vez que el caudal excede el valor mínimo, deben producir 
una lubricación satisfactoria para valores mayores, sin originar una pérdida de carga ele-
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vada. Más aun, deben ser fáciles de regular, capaces de trabajar con flujos de aire 
intermitentes y de mantener una proporción constante aceite/aire sin necesidad de 
reajustes. 
En la Figura 4 se muestra el desgaste de las herramientas en función de las horas de 
funcionamiento. 
 
Figura 4 Desgaste de herramientas Vrs. horas de funcionamiento 
 
El tipo de aceite a usar debe ser el Indicado por el fabricante de las herramientas o 
elementos a lubricar. Cuando no se da ninguna guía, se recomienda un aceite liviano, con 
un alto grado de viscosidad. La mejor manera de determinar la proporción de aceite/aire 
es experimentalmente; no obstante, para tener una idea diremos que trabajando a una 
presión de 5,5 bar r, es correcto una gota de aceite por cada 300 litros por minuto de aire 
libre, lo que dará resultados satisfactorios. Naturalmente, cuanto menor sea la presión, 
menos aceite será necesario y viceversa. 
 
INFLUENCIA DE LA ALTITUD SOBRE EL NIVEL DEL MAR: 
 
La presión y temperatura ambientales disminuyen con la altitud. 
Estos cambios afectan a la relación de compresión de los compresores y herramientas, y 
por lo tanto, a su caudal y potencia. En la Tabla 3 se muestra la variación de la temperatura 
y de la densidad del aire con la altura. 
 
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Tabla 3. Variación de la temperatura y de la densidad del aire con la altura. 
Si un compresor se instala a diferentes altitudes, el volumen que descarga será siempre el 
mismo, pero el peso del aire comprimido será diferente, siendo tanto menor cuanto más 
alto sea el lugar, ya que el peso específico del aire disminuye con la altitud. Del mismo 
modo, si un motor neumático que está calculado para consumir un volumen de aire libre a 
determinada altitud se traslada a otro punto más alto, el volumen de aire libre a que se 
refiere pesará menos, y que entonces el aparato no podrá realizar bien el mismo servicio. 
Para mantener el servicio será preciso suministrarle un volumen mayor de aire, equivalente 
al peso del volumen primitivo para el que fue calculado. 
 
INFLUENCIA EN EL RENDIMIENTO DEL COMPRESOR: 
En la Tabla 3 se muestra el factor de corrección por disminución de la capacidad de un 
compresor debido a la altitud. Por ejemplo: 
 Si a nivel del mar se necesitan 100 m3/min a la presión de 7 bar r. 
 A la misma presión a 3000 m se necesitarán 100 m3/min x 1,36 = 136 m3/min 
 A la misma presión a 4000 m se necesitarán 100 m3/min x 1,56 = 156 m3/min 
 
ALTITUD PRESIÓN TEMPERATURA DENSIDAD
m bar ºC Kg/m3
-1200 1,166 22,8 1,373
-1000 1,139 21,5 1,347
-800 1,113 20,2 1,322
-600 1,087 18,9 1,297
-400 1,062 17,6 1,273
-200 1,038 16,3 1,249
-100 1,025 15,7 1,237
0 1,013 15 1,225
100 1,001 14,4 1,213
200 0,989 13,7 1,202
300 0,977 13,1 1,19
400 0,966 12,4 1,179
500 0,955 11,8 1,167
600 0,943 11,1 1,156
800 0,921 9,8 1,134
1000 0,899 8,5 1,112
1200 0,877 7,2 1,09
1400 0,856 5,9 1,069
1600 0,835 4,6 1,048
1800 0,815 3,3 1,027
2000 0,795 2 1,007
2200 0,775 0,7 0,986
2400 0,756 -0,6 0,967
2600 0,738 -1,9 0,947
2800 0,719 -3,2 0,928
Altura Presión Presión de trabajo manométrica 
m k/cm2 2 3 4 5 6 7 8 
-1200 1,166 0,91 0,90 0,90 0,89 0,89 0,89 0,88 
-1000 1,139 0,68 0,92 0,91 0,91 0,91 0,90 0,90 
-800 1,113 0,69 0,93 0,93 0,93 0,92 0,92 0,92 
-699 1,087 0,70 0,95 0,95 0,94 0,94 0,94 0,94 
-400 1,062 0,71 0,97 0,96 0,96 0,96 0,96 0,96 
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Tabla 4 Factor de corrección para capacidad de un compresor por la altura. 
 
INFLUENCIA EN HERRAMIENTAS NEUMÁTICAS: 
Una herramienta neumática operando a una velocidad dada, consume un volumen 
relativamente constante de aire comprimido, independientemente de la presión de entrada 
a la herramienta. Sin embargo, el volumen necesario de aire libre dependerá no solo de la 
presión de entrada a la herramienta, sino también de la presión atmosférica existente, de 
tal forma que al aumentar la altitud a la que opera la herramienta debe aumentarse el 
volumen de aire libre suministrado por encima del consumo normal. 
 
INFLUENCIA EN LOS MOTORES ELÉCTRICOS: 
La altitud origina una refrigeración empobrecida para los motores eléctricos, al disminuir la 
densidad del aire. 
 
Los motores básicos están diseñados para funcionar a una temperatura ambiente máxima 
de 40º C y a una altitud máxima de 1000 metros por encima del nivel del mar. Si un motor 
debe funcionar a temperaturas ambiente más elevadas, generalmente debería reducirse 
su potencia según como se muestra en la Tabla 5. 
 
Temperatura ambiente, º C 30 40 45 50 55 60 70 80 
Potencia Entregada 
 % de potencia nominal 
107 100 96,5 93 90 86,5 79 70 
Incremento de la potencia 
nominal consumida 
93,45 1 1,036 1,075 1,111 1,156 1,265 1,428 
Altura sobre el nivel del mar, m 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 5000 
Potencia Entregada 
% de potencia nominal 
100 96 92 88 84 80 76 68 
Incremento de la potencia 
nominal consumida 
1 1,04 1,09 1,14 1,19 1,25 1,32 1,47 
-100 1,025 0,72 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 0,99 
0 1,013 0,72 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 
1000 0,899 0,77 1,09 1,10 1,11 1,11 1,11 1,11 
1400 0,856 0,79 1,14 1,15 1,15 1,16 1,16 1,16 
1600 0,835 0,81 1,16 1,17 1,18 1,18 1,19 1,19 
1800 0,815 0,82 1,18 1,19 1,20 1,21 1,21 1,22 
2000 0,795 0,83 1,20 1,22 1,23 1,23 1,24 1,24 
2400 0,756 0,85 1,25 1,27 1,28 1,29 1,30 1,30 
2600 0,738 0,87 1,28 1,30 1,31 1,32 1,33 1,33 
2800 0,719 0,88 1,31 1,33 1,34 1,35 1,36 1,36 
3000 0,716 0,88 1,31 1,33 1,35 1,36 1,36 1,37 
3500 0,666 0,92 1,39 1,42 1,43 1,45 1,46 1,46 
4000 0,616 0,97 1,48 1,51 1,54 1,55 1,56 1,57 
4500 0,566 1,03 1,59 1,63 1,66 1,68 1,69 1,70 
5000 0,516 1,10 1,72 1,77 1,80 1,82 1,84 1,86 
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Tabla 5. Corrección de potencia de motores de compresores por efecto de la altura. 
 
Las cifras indicadas en este cuadro se deben tomar como una indicación estimativa 
solamente. El verdadero factor de corrección se debe obtener del fabricante del motor y 
varía en función del diseño, tipo de aislamiento, etc. 
INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA. PUNTO DE ROCÍO. (HUMEDAD DEL AIRE) 
 
Supongamos que tenemos una mezcla de aire y vapor de agua (aire húmedo) en un 
recipiente a presión. Cuando la temperatura descienda, comenzarán a aparecer algunas 
gotas de líquido y la temperatura correspondiente a esta presión se llama punto de rocío. 
 
Estando el aire a una presión dada, cuando se alcanza el “punto de rocío” se dice que el 
aire está saturado, es decir, que contiene la máxima cantidad de vapor de agua que es 
capaz de contener a esa temperatura y toda ella está en estado de vapor. 
 
Si la temperatura desciende por debajo del punto de rocío la capacidad del aire para 
contener humedad disminuye, por lo tanto, el agua sobrante condensa. La cantidad de 
agua líquida formada será mayor cuando mayor sea la diferencia entre la temperatura real 
existente y la temperatura de rocío correspondiente a una presión dada. 
 
Dicho de otra forma, aire saturado significa que el aire contiene la cantidad máxima posible 
de agua en forma de vapor. Un exceso de agua se manifiesta en forma de rocío, neblina, 
niebla o lluvia. 
 
El punto de rocío puede expresarse referido a la presión de trabajo o bien a la presión 
atmosférica. 
 
Para toda temperatura inferior al punto de rocío, el aire está saturado en presencia de agua 
líquida. Para toda temperatura superior al punto de rocío el aire está seco. 
Una vez determinado el punto de rocío del aire a la presión de utilización, hay seguridad 
de que no existe ningún riesgo de condenación en la tubería, mientras estas se encuentren 
a una temperatura superior a la del punto de rocío. 
 
Una instalación de aire comprimido debe suministrar aire en los puntos de consumo, limpio, 
seco, y con la mínima perdida de presión. En su defecto el resultado será mayor desgaste 
en las máquinas, bajo rendimiento y costo de producción. 
En la Figura 5 se muestra el diagrama Psicrométrico para aire comprimido a distintas 
presiones. 
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Figura 5 Diagrama Psicrométrico para aire comprimido. 
 
ENFRIAMIENTO DEL AIRE: 
 
El aire atmosférico con cierta cantidad de vapor de agua que entra en el compresor 
disminuye su capacidad de contener agua al aumentar la presión, pero por otra parte la 
aumenta, debido al incremento de temperatura de la compresión. 
Entonces podemos decir que el aire sale del compresorcon la misma humedad relativa 
con que entra. 
Cualquier enfriamiento del aire comprimido producirá la condensación del exceso de agua, 
lo que se produce al usar enfriadores intermedios y finales. El refrigerador intermedio enfría 
el aire caliente de la primera etapa antes de entrar en la segunda, en un compresor 
multietapa. El enfriamiento reduce el volumen, aumentando el rendimiento del compresor, 
y provoca la condensación de parte del agua contenida en el aire, evitando en la 2da etapa, 
condensaciones en el cilindro, con perjuicio de corrosión. 
 
Para evitar la condensación en la red y el perjuicio de las herramientas neumáticas, al 
arrastrar el lubricante y/o producir hielo, normalmente se instala un refrigerador posterior, 
de agua o de aire. 
 
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UBICACIÓN DE LA PLANTA DE COMPRESORES: La instalación de los compresores 
debe realizarse en una sala o edificio aparte, consiguiéndose una planta sencilla y práctica, 
con bajos costos de instalación y funcionamiento. 
Una planta compresora necesita cables y tuberías para la electricidad, agua de 
refrigeración, aire de aspiración y comprimido, debiendo instalarse de forma que cada 
tubería y cada cable sean fácilmente accesibles para reparaciones y ajustes, sin 
interferencias. 
Actualmente se instalan los compresores con sus equipos auxiliares y tuberías de 
aspiración, filtro, refrigerador posterior y sus propios depósitos, como unidades 
independientes, de forma que se pueda parar una unidad para mantenimiento u operación 
sin parar el servicio suministrado por otra unidad. En las Figuras 6 y 7 se muestran sistemas 
típicos de producción de aire comprimido. 
 
Figuras 6 Sistemas típicos de producción de aire comprimido. 
 
 
Figuras 7 Sistemas típicos de producción de aire comprimido. 
 
ASPIRACIÓN DEL AIRE: 
 
La aspiración debe realizarse exenta de contaminantes sólidos y gaseosos, que puedan 
ocasionar desgastes y corrosiones internas. 
En los compresores pequeños se realiza la aspiración en la propia sala de compresores, y 
los mayores al aire libre. 
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En el exterior las aspiraciones deben realizarse a tres metros por encima del suelo y 
siempre sobre el nivel del techo para evitar reflexiones del ruido. 
Si la aspiración se hace en la sala de compresores, se requiere tener en las paredes 
aberturas adecuadas, empleadas para el aire de ventilación. 
La caída de presión y temperatura del sistema de aspiración deben de ser lo mas bajas 
posibles. Por cada 10 milibares de caída de presión, o incremento de temperatura de 3°C 
en el aire de aspiración, se reduce la capacidad del compresor en un 1 %. 
Los rangos de las velocidades del aire en un sistema de aspiración deben ser: 
 5 – 6 m/seg para compresores de simple efecto. 
 6 – 7 m/seg para compresores de doble efecto. 
La tubería de aspiración debe ser lo mas corta y directa posible teniéndose cuidado, en los 
equipos alternativos, de evitar las longitudes de tubería de aspiración que provocan 
resonancia. 
Dentro de la tubería de aspiración, la columna de aire pulsa, de acuerdo con el 
movimiento del pistón, a una longitud de onda que depende de la velocidad del 
sonido en el aire y de las r.p.m. del compresor. 
El riesgo de resonancia es máximo, desarrollándose ondas fuertes, cuando la longitud total 
equivalente de tuberías es igual a ¼ o ¾ de la longitud de onda. Estas son las longitudes 
totales de tubería que deben evitarse con un amplio margen: 
 De 0.17  a 0.33  
 De 0.67  a 0.83  
Para un compresor de doble efecto, la longitud de onda es: 
 
  = 60*vs 
 2 n 
Donde: 
  = longitud de onda (m) 
 vs = velocidad del sonido (343,2 m/s) 
 n = r.p.m. 
Para un compresor de simple efecto, la longitud de onda es el doble de la anterior. 
Así un compresor de n = 1000 rpm y de doble efecto tiene un  = 10,29 m 
 
 
REFRIGERADORES POSTERIORES: 
 
Los Refrigeradores posteriores Son intercambiadores de calor que, mediante refrigeración 
en contracorriente, con agua o con aire atmosférico, enfrían el aire comprimido a fin de 
condensar el vapor de agua presente en el aire, transformándolo en agua condensada. 
Este equipo se sitúa entre el compresor y el depósito, produciendo una precipitación de 
humedad y vapor de aceite que se eliminan por drenaje, preferentemente con purga 
automática. 
Existen en versión de aire y de agua; Cuando se utiliza agua en la refrigeración posterior, 
la temperatura del aire comprimido de descarga esta 10°C por encima de la temperatura 
del agua y cuando se utiliza aire en el refrigerador posterior, el aire comprimido tiene entre 
12 ºC y 16 °C por encima de la temperatura ambiente, 
La refrigeración posterior reduce el volumen de aire disponible, pero no representa una 
pérdida real de potencia en la práctica, ya que el aire se enfriaría en las tuberías, 
produciendo el mismo efecto y una condensación incontrolada en el interior de la red de 
aire comprimido. 
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La acción combinada del refrigerador intermedio (integrado en el compresor) y del 
refrigerador posterior, puede llegar a eliminar el 85 % de la humedad contenida inicialmente 
en el aire. 
 
Desde el punto de vista energético, el refrigerador posterior junto con el intermedio, ofrece 
las mayores posibilidades de lograr recuperación de energía. Una considerable proporción 
del calor transferido al medio refrigerante puede ser recuperado y utilizado para diversos 
propósitos útiles. 
 
Un compresor grande refrigerado por agua y preparado para recuperar calor, suministra 
una cantidad de agua caliente correspondiente a la mitad de la energía aplicada al 
compresor 
 
La distribución de energía (en forma de calor) para un compresor grande refrigerado por 
agua, es la siguiente: 
 
a) La alimentación de energía del compresor se considera 100 %. 
b) Las pérdidas por radiación suponen un 2 %. 
c) Los refrigeradores intermedio y posterior aportan cada uno un 43 % del calor 
recuperado por el agua de refrigeración. 
d) Los cilindros de alta y baja presión devuelven un 4% cada uno. 
e) El calor residual contenido en el aire alcanza a un 4%. 
 
DEPÓSITOS DE AIRE: 
Permite absorber las pulsaciones inherentes al sistema de compresión reciprocante, a la 
vez que suministra una superficie grande de intercambio de calor que permite disminuir 
parcialmente la alta temperatura del aire luego de la compresión. También absorbe sobre 
picos de consumo alto y de corta duración ocasionados por aplicaciones que requieren 
grandes cantidades de aire en lapsos cortos de tiempo; permitiendo de esta manera no 
tener un compresor sobredimensionado para satisfacer las demandas. 
 
El depósito debe diseñarse y dimensionarse de acuerdo con las disposiciones de las 
autoridades locales (regulaciones sobre recipientes a presión).Los accesorios deben incluir una válvula de seguridad, un manómetro y una válvula de 
drenaje. 
Las dimensiones de los depósitos se establecen según la capacidad del compresor, el 
sistema de regulación, la presión de trabajo y las variaciones estimadas en el consumo de 
aire. En la Figura 8 se muestra una situación particular para calcular el volumen que debe 
tener el tanque de almacenamiento. 
 
CÁLCULO DE LA CAPACIDAD DE UN TANQUE DE AIRE COMPRIMIDO 
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Figura 8 Sistema con tanque de almacenamiento 
 
Situación particular para calcular el volumen del tanque de almacenamiento. 
 
Para una mayor comprensión vamos a ilustrar el cálculo con un ejemplo. 
Se dispone de un compresor que produce 8 m3 N/min a la presión de 24 bar, y un sistema 
necesita que se le entregue 420 m3 N en 10 minutos en cada hora a la presión de 8 bar en 
forma constante. 
 
En un primer cálculo vemos que el compresor solo puede entregar en 10 minutos 8m3 
N/min x 10 min = 80 m3 N 
 
En un segundo cálculo vemos que el compresor puede entregar en una hora 8 m3 N/min x 
60 min = 480 m3 N 
 
Por lo que podemos decir que si nuestro compresor funciona una hora puede entregar 480 
m3 N (medidos en condiciones normales). Si hacemos (420 – 80) m3 N = 340 m3 N que es 
lo que se tendrá que almacenar en un tanque con el objeto de entregar todo lo almacenado 
en 10 minutos. 
 
 Para calcular el volumen de nuestro tanque primero vamos a calcular la masa inicial que 
existe en el tanque cuando este está lleno. 
 (1) oo
vPvP .. 11 = a su vez 
 1
1
m
Vt
v =
 
Siendo v1 el volumen especifico del gas que está en el tanque cuando está lleno. 
P1 = 24 atm y 
 o
o
v
1
=
 
Si reemplazamos estos valores en (1) queda: 
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oo vP
m
Vt
P ..
1
1 =
 
Despejando 
 o
o
P
VtP
m
.. 1
1

=
 
Ahora vamos a calcular la masa final que existe en el tanque después de los 10 minutos 
cuando este entregó los 380 m3 N. 
 
(2) oo
vPvP .. 22 = a su vez 
 2
2
m
Vt
v =
 
Siendo v2 el volumen especifico del gas que está en el tanque cuando está vacío. 
P2 = 8 atm y 
 o
o
v
1
=
 
Si reemplazamos estos valores en (2) queda: 
 
oo vP
m
Vt
P ..
2
2 =
 
Despejando 
 o
o
P
VtP
m
.. 2
2

=
 
 
La masa de aire acumulado es 
 o
o
P
PPVt
mmm
)(. 21
21
−
=−=

 
La masa m es igual al volumen requerido en m3 N multiplicado por la densidad 
 o
Vrm .=
 
 Igualando estas dos expresiones queda: 
 
 o
o
o
P
PPVt
Vr
)(.
. 21
−
=


 
O sea que 
 o
P
PPVt
Vr
)( 21 −=
 
Con lo que el 
 
 
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)(
.
21 PP
PVr
Vt o
−
=
 
Si Po = 1 atm y 
 P
Vr
Vt

=
 
 
Reemplazando los valores tendremos: 
 
3
33
25,21
16
.340
)824(
1.340
m
atm
Nm
atm
atmNm
Vt ==
−
= 
En otras palabras, el tanque tiene un volumen de 21,25 m3 
 
VÁLVULAS DE SEGURIDAD: 
Todos los compresores de desplazamiento deben contar con elementos de alivio de 
presión, para limitar la presión de descarga a un valor máximo de seguridad para el equipo 
neumático servido. La mayoría de los compresores dinámicos deben tener una protección 
similar debido a restricciones relativas a la presión de la carcasa. 
Siempre debe instalarse una válvula de seguridad, prevista para desahogar la capacidad 
a plena carga del compresor, entre este y una válvula situada en la tubería de descarga. 
Las válvulas de seguridad deben tararse para abrir a presiones un poco superiores a la 
presión normal de operación del compresor. 
 
VENTILACIÓN 
La ventilación debe realizarse sin necesidad de grandes conductos. Su entrada debe de 
estar situada en la parte baja de la pared mas fría, mientras que la salida se debe poner 
en la parte alta de la pared opuesta, para evitar la estratificación de temperaturas. 
Las salas de compresores modernas completamente refrigeradas por aire, tienen 
refrigeradores posteriores con ventiladores, que deben situarse de forma que ayuden a la 
ventilación de la sala. Durante la mayor parte del año, los ventiladores de los refrigeradores 
posteriores se pueden encargar de la ventilación de la sala. En los meses de verano 
pueden hacerse necesarios ventiladores adicionales para conseguir una buena ventilación. 
 INSTRUMENTOS DE MEDIDA, CONTROL Y SEGURIDAD 
Es necesario que las instalaciones de aire comprimido dispongan de los instrumentos de 
medida, control y seguridad adecuados, para lograr un funcionamiento óptimo del sistema, 
no solo bajo el punto de vista de disponibilidad, sino también con el objeto de reducir al 
mínimo los costos de mantenimiento y consumos energéticos. 
 
INSTRUMENTOS DE MEDIDA DE PRESIÓN: 
Los instrumentos de medida de presión mas empleados son: 
- Manómetros. 
- Presostatos 
- Reguladores de la presión. 
 
MANÓMETROS: 
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Los manómetros son instrumentos que miden la presión de un fluido indicándola sobre una 
escala generalmente circular, cuyo diámetro suele ser 100 o 150 mm. En el interior de la 
caja metálica se alojan los mecanismos de medición junto con el elemento de medida. 
El elemento de medida suele ser en general un tubo “Burdon”, construido de un material 
adecuado al fluido cuya presión se trata de medir. 
La escala de los manómetros suele ser circular y con números o cifras de color negro, 
grabados sobre un fondo blanco. 
Las escalas más empleadas tienen los rangos siguientes: 
 0 – 1 Kg/cm2 
 0 – 4 “ 
 0 – 6 “ 
 0 – 10 “ 
El manómetro debe elegirse de forma que el valor de la presión que indique este 
comprendido al menos entre el 60 % y el 80 % del valor final de su escala. Su precisión 
será al menos de 0.5 al 1 % del valor total de la escala. 
 
PRESOSTATOS: 
El presostato es un instrumento de presión que se emplea como una seguridad en las 
instalaciones con fluidos a presión, pues produce automáticamente el cierre o apertura de 
uno o varios contactos eléctricos, cuando la presión alcanza un determinado valor (alto o 
bajo) que se ha fijado previamente. El contacto se puede emplear para enviar una señal 
de alarma a un panel centralizado, para parar o arrancar el compresor, actuar sobre una 
válvula eléctrica que abra o cierre el paso de aire en las tuberías, etc. Cuando se necesiten 
realizar varias actuaciones simultáneamente, se empleaun relee auxiliar con los contactos 
necesarios, el cual será excitado por el presostato directamente. 
Un presostato es básicamente igual a un manómetro, del que se diferencia solamente en 
que el mecanismo de medición actúa sobre un interruptor en vez de hacerlo sobre una 
aguja indicadora. 
 
SECADO DEL AIRE 
La mayoría de las instalaciones requieren aire comprimido con un punto de rocío lo 
suficientemente bajo como para asegurar totalmente la aparición de condensaciones. Para 
lograr estas condiciones se utilizan los secadores. 
Normalmente, el aire comprimido, antes de ser distribuido a la red, debe haberse secado 
hasta un punto de rocío que sea inferior a la temperatura del aire ambiente en donde se 
utiliza. 
La instalación de secadores, suministrando aire exento de humedad, proporciona a los 
sistemas de aire comprimido las siguientes ventajas, entre otras: 
 
- Reducción del coste de instalación de la red de aire, hasta un 30 %, al no necesitarse 
dispositivos de eliminación de agua. 
- Reducción de gastos de mantenimiento, hasta un 25 %, en redes, válvulas, herramientas, 
etcétera, debido al riesgo mínimo de corrosión. 
- Menores riesgos de fugas de aire debidas a corrosión. 
- Se evita el arrastre de lubricante en las herramientas. 
- Mayor calidad de los productos tratados en casos de aplicaciones sensibles al agua 
(pintura al duco, limpieza con chorro de arena, transporte neumático, manipulación de 
alimentos, procesos químicos). 
- Se minimiza el riesgo de congelación de tuberías exteriores. 
- Se obtiene un punto de rocío constante, independientemente de la carga. 
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Los sistemas de secado de aire comprimido son: 
a) Secador frigorífico 
b) Secado por sobre compresión. 
c) Adsorción. 
d) Absorción. 
e) Combinaciones de los anteriores procedimientos. 
 
En todos los casos y modalidades de secado, el refrigerador posterior se emplea 
normalmente como etapa previa. 
De los métodos anteriormente mencionados, los más usuales son el secado frigorífico y el 
secado por adsorción. 
 
SECADOR FRIGORÍFICO 
Los secadores frigoríficos enfrían el aire poniéndolo en contacto con serpentines 
refrigerados, que constituyen el circuito de frío. 
En el caso de compresores pequeños y medianos, el aire se pone en contacto directo con 
serpentines por los cuales fluye freón, actuando por expansión directa. 
 
EI aire de un compresor industrial posee a la presión de trabajo más corriente, de 7 atm, 
una temperatura de salida entre 120-160 ºC. La refrigeración del mismo se efectúa en tres 
etapas. En el refrigerador convencional, llamado posterior, se enfría hasta una temperatura 
de 30-35 ºC. Después atraviesa el intercambiador de calor aire-aire, enfriándose a 20 ºC 
aproximadamente, mediante el principio de contracorriente de aire frío, procedente del 
evaporador, el cual trabaja con freón 12 ó 22, donde el aire adquiere su temperatura más 
baja, de 3 ºC. 
 
La Figura 9 se muestra un esquema de instalación de aire comprimido con secador 
frigorífico. 
EI aire comprimido de salida, finalmente percibe calor de nuevo en el intercambiador de 
calor aire-aire, adquiriendo aproximadamente 21 ºC. Este sistema reduce la capacidad 
necesaria del equipo de frío a menos de la mitad con el consiguiente ahorro de energía. Al 
adquirir dicha temperatura, aumenta su volumen, ganándose en rendimiento. Asimismo, 
se evitan condensaciones por el exterior de las tuberías de distribución. Los secadores 
están equipados con purgadores que, continua y automáticamente vacían el condensado. 
Un filtro, está colocado en el evaporador por lo que, no sólo la niebla de agua, sino también 
los aceites de los compresores lubrificados se separan eficazmente. 
 
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Figura 9. Esquema de secador frigorífico de aire comprimido. 
 
 
Otro sistema de enfriamiento, utilizado principalmente en compresores grandes, utiliza un 
circuito intermedio de agua para enfriar el aire. Este se pone en contacto con serpentines 
por los que circula agua, la cual se ha enfriado por intercambio con un circuito de freón. 
Estos son los llamados secadores-congeladores. 
 
La mayoría de los secadores frigoríficos incluyen recuperación de energía mediante el 
enfriamiento previo del aire de entrada por el aire de salida. 
 
Otro esquema similar se muestra en la próxima Figura 10. 
 
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 Figura 10. Esquema de secador frigorífico de aire comprimido. 
 
El recalentamiento del aire después del secado tiene varias ventajas: 
 
a) Aumentar el volumen del aire, con lo que se necesita menos aire libre para realizar un 
trabajo. 
b) El riesgo de condensaciones en la línea se reduce todavía más. 
c) Se elimina la aparición de gotas de agua (sudor), en la tubería que sale del secador. 
 
Los costes de consumo de energía e1éctrica de los secadores frigoríficos son muy 
reducidos, ascendiendo a aproximadamente un 2 % de la energía requerida para el 
compresor de aire. 
Dado que en estos secadores la temperatura no debe bajar tanto que se produzcan 
congelaciones en los intercambiadores que los componen, el punto de rocío minino del aire 
está en el límite de 0,6 ºC (punto de rocío a la presión del sistema). 
 
SECADO POR SOBRE COMPRESIÓN 
Pasos por efectuar para obtener aire seco con este método: 
 
1- Comprimir aire hasta una presión P de descarga, superior a la presión de trabajo. 
2- Enfriar el aire con aire o agua a la temperatura del medio ambiente hasta la mínima 
temperatura que se pueda alcanzar (con aire o agua según el caso). 
3- Separar el condensado producido y eliminarlo. 
4- Expandir el aire comprimido que está a la presión P con una válvula de expansión 
hasta la presión de trabajo. 
 
Si se expande el aire comprimido hasta la presión de trabajo menor que P, el punto de 
rocío desciende hasta un valor inferior a la temperatura ambiente (esto se observa en el 
diagrama psicrométrico a presión). Mientras menor es la presión final luego de la 
expansión, menor es la temperatura de rocío del aire expandido. 
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Al expandir el aire desde la presión P y por estar saturado, la humedad residual ocupa un 
espacio mayor y pasa al estado de vapor sobrecalentado con lo que el punto de rocío 
desciende. 
El aire se puede suministrar tan seco como se quiera. Este es el más sencillo de los 
métodos de secado. Es continuo y no requiere aparatos especiales o agentes desecantes. 
Sin embargo, los costos de producción de la potencia extra necesaria hacen que este 
procedimiento se utilice únicamente para pequeños caudales. 
 
SECADO POR ADSORCIÓN 
Este principio es un proceso físico. La absorción se define como la atracción y adhesión 
de moléculas liquidas y gaseosas a la superficie de un sólido. Es la propiedad de ciertos 
materiales extremadamente porosos(desecantes) de retener vapores en sus poros, hasta 
que el desecante es calentado o expuesto a un gas secador. 
El aire comprimido húmedo se hace pasar a través del lecho de gel, que fija la humedad. 
El material de secado es granuloso con cantos vivos o en forma de perlas. Se compone de 
casi un 100% de dióxido de silicio. En general se le da el nombre de Gel. El material es 
sólido en todo momento, efectuándose la adsorción de humedad al contacto con el aire en 
forma muy rápida: normalmente bastan tiempos de contacto entre 0,1 a 0,5 segundos. 
La capacidad adsorbente de un lecho de gel es naturalmente limitada. Si está saturado, se 
regenera de forma simple. A través del secador se sopla aire caliente, que absorbe la 
humedad del material de secado. El calor necesario para la regeneración puede aplicarse 
por medio de corriente eléctrica o también con aire comprimido caliente. 
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Los principales materiales adsorbentes en uso son alúmina activada y silica gel. También 
se usan tamices moleculares. 
Disponiendo en paralelo dos secadores, se puede emplear uno para el secado del aire, 
mientras el otro se regenera (soplándolo con aire caliente). 
Con los secadores de adsorción, pueden alcanzarse puntos de rocío de 
aproximadamente -20 ºC e incluso menores. 
En las Figuras 10-1, 10-2 y10-3 se muestras sistemas de secado por adsorción con dos 
columnas en paralelo. 
 
 
Figura 10-1 Sistema de secado por adsorción 
 
La adsorción es uno de los métodos más corrientes de secado industrial, además de ser 
el procedimiento por el que se consiguen puntos de rocío más bajos. 
 
Vale la pena anotar que la presión de trabajo necesaria para el sistema de producción de 
aire comprimido es la presión obtenida después de estos elementos. 
 
ABSORCIÓN 
La absorción se define como el proceso mediante el cual una sustancia atrae a otra y la 
sustancia absorbida, desaparece, físicamente. Existen absorbentes sólidos y líquidos. Es 
un procedimiento puramente químico. El aire comprimido pasa a través de un lecho de 
sustancias secantes. En cuanto el agua o vapor de agua entra en contacto con dicha 
sustancia, se combina químicamente con ésta y se desecha como mezcla de agua y 
sustancia secante. 
 
Para secar aire comprimido normalmente se utilizan agentes desecantes delicuescentes 
sólidos, que reaccionan químicamente con el vapor de agua y se disgregan. Su reposición 
debe comprobarse periódicamente. La delicuescencia se produce espontáneamente 
cuando la presión parcial del vapor de agua del aire es superior a la presión de vapor de 
la solución de la sal saturada. Desafortunadamente, la mayor parte de los agentes 
desecantes son altamente corrosivos, con el consiguiente riesgo de su arrastre por el aire 
comprimido. Entre las substancias con estas características podemos citar: a) El óxido de 
fósforo que suele ser el más eficaz, ya que con facilidad puede eliminar cualquier resto de 
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agua de las muestras, y así se genera el ácido fosfórico, b) el hidróxido de potasio, c) el 
hidróxido de sodio, d) el Cloruro de calcio, e) el cloruro de magnesio, entre otros. 
 
 
 
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Figura 10-2 Sistema de secado por adsorción (absorbedor 1 en operación) 
 
 
 
 
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Figura 10-3 Sistema de secado por adsorción (absorbedor 2 en operación) 
 
 
 
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Las ventajas de este sistema son: instalación simple, presenta reducido desgaste 
mecánico, porque el secador no tiene piezas móviles y no necesita aportación de energía 
exterior. 
 
COMBINACIONES 
Cuando se desea un punto de rocío muy bajo es conveniente estudiar la posibilidad de 
instalar un sistema de secado combinado, formado por dos de los tipos de secadores 
analizados. 
 
En instalaciones industriales es frecuente la combinación de secador frigorífico seguido de 
secador de adsorción. Las distintas calidades de aire se destinan a diferentes usos, de 
acuerdo con las necesidades de calidad y pureza requerida en su utilización. 
 
DISPOSITIVOS DE UNA RED 
El objetivo del sistema de distribución es transportar el aire comprimido desde el depósito 
de almacenamiento hasta la herramienta o cualquier otro equipo neumático, con una 
perdida de carga limitada. 
Los 3 puntos más importantes para el rendimiento, seguridad y economía de una red de 
distribución de aire comprimido son: 
 
- Poca caída de presión entre el compresor y los puntos de consumo de aire. 
- Fugas mínimas. 
- Alto grado de separación de condensados en todo el sistema. 
 
En una red bien diseñada y mantenida, el aire que sale del compresor a una presión de 7 
Kg/cm2, deberá llegar a los puntos de consumo a una presión no inferior a 6 Kg/cm2. 
 
La mayoría de los sistemas de distribución consisten en un colector principal desde el cual 
se derivan ramales hacia los diferentes edificios, departamentos o secciones. Desde estos, 
a su vez, salen las líneas de alimentación a las herramientas o equipos neumáticos. La 
conexión desde la línea de alimentaron a los equipos neumáticos debe hacerse con tubería 
flexible (manguera). 
 
Generalmente es mejor construir el sistema de tuberías en forma de anillo cerrado 
alrededor del área donde se produce el consumo de aire. A partir de este circuito principal 
se conectan las tuberías secundarias hasta los diferentes puntos de consumo de aire. 
De esta forma se consigue un suministro de aire más uniforme cuando los consumos son 
intermitentes ya que el aire se conduce al punto de consumo por dos caminos diferentes. 
Este sistema debe emplearse en todas las instalaciones, a no ser que los puntos de mayor 
consumo estén separados a gran distancia del compresor, en cuyo caso se deben de 
instalar líneas separadas hasta estos puntos. 
En el sistema ideal, todo el enfriamiento y consiguiente condensación deberá producirse 
antes de que el aire saliese del tanque, pero en la práctica no ocurre así. Las tuberías 
actúan de enfriadores del aire y el exceso de agua se condensa en ellos. 
Es muy importante que el agua que se condensa en las tuberías no vaya a parar a las 
maquinas accionadas por el aire comprimido, para lo cual debemos de poner las tuberías 
con las adecuadas pendientes que faciliten el drenaje. 
 
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En general una red de aire comprimido de cualquier industria cuenta con los siguientes 
dispositivos: 
 
- Filtro del compresor: Este dispositivoes utilizado para eliminar las impurezas del aire 
antes de la compresión con el fin de proteger al compresor y evitar el ingreso de 
contaminantes al sistema. 
 
- Compresor: Es el encargado de convertir la energía mecánica, en energía neumática 
comprimiendo el aire. La conexión del compresor a la red debe ser flexible para evitar la 
transmisión de vibraciones debidas al funcionamiento del mismo. 
 
- Postenfriador: Es el encargado de eliminar gran parte del agua que se encuentra 
naturalmente dentro del aire en forma de humedad. 
 
- Tanque de almacenamiento: Almacena energía neumática y permite el asentamiento 
de partículas y humedad. 
 
- Filtros de línea: Se encargan de purificar el aire hasta una calidad adecuada para el 
promedio de aplicaciones conectadas a la red. 
 
- Secadores: Se utilizan para aplicaciones que requieren un aire supremamente seco. 
 
- Aplicaciones con sus purgas, unidades de mantenimiento (Filtro, reguladores de 
presión y lubricador) y secadores adicionales. 
 
Todos estos elementos se ubican en la tubería principal. Su presencia es obligatoria en 
todas las redes de aire comprimido. 
 
TUBERÍA PRINCIPAL: Es la línea que sale del conjunto de compresores y conduce todo 
el aire que consume la planta. Debe tener la mayor sección posible para evitar pérdidas de 
presión y prever futuras ampliaciones de la red con su consecuente aumento de caudal. 
La velocidad máxima del aire en la tubería principal es de 8 m/s. 
 
TUBERÍAS SECUNDARIAS: Se derivan de la tubería principal para conectarse con las 
tuberías de servicio. El caudal que por allí circula es el asociado a los elementos 
alimentados exclusivamente por esta tubería. También en su diseño se debe prever 
posibles ampliaciones en el futuro. La velocidad del aire en ellas no debe superar los 8 
m/s. 
ELEMENTOS DE UNA PLANTA DE PRODUCCIÓN DE AIRE COMPRIMIDO 
 
Las Figuras 11 y 12 muestran un sistema simplificado de una red de aire comprimido, en 
los que se ven los elementos que componen la planta. 
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Figura 11 muestra un sistema simplificado de una red de aire comprimido, en el se ven los 
elementos que componen la planta 
 
TUBERÍAS DE SERVICIO: 
Son las que suministran el aire a los equipos neumáticos. En sus extremos tienen 
conectores rápidos y sobre ellas se ubican las unidades de mantenimiento. Debe 
procurarse no sobre pasar de tres el número de equipos alimentados por una tubería de 
servicio. Con el fin de evitar obstrucciones se recomiendan diámetros mayores de ½” en la 
tubería. Puesto que generalmente son segmentos cortos las pérdidas son bajas y por tanto 
la velocidad del aire en las tuberías de servicio puede llegar hasta los 15 m/s. 
 
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Figura 12 Instalación típica de aire comprimido. 
 
 
En la Figura 13 se muestra una instalación típica de aire comprimido con una herramienta 
neumática. 
 
 
Figura 13 Instalación típica de aire comprimido 
 
USOS DEL AIRE COMPRIMIDO 
El aire comprimido es, junto con la electricidad, la forma o el vector energético más utilizado 
en la industria manufacturera avanzada actual. El aire comprimido se convierte en la fuente 
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de energía para poner en funcionamiento a herramientas neumáticas como taladros, 
pulidores, elevadores, motores, cadenas neumáticas para transportar líquidos, productos 
en polvo o productos sensibles a la humedad, alrededor de toda una planta de producción 
y otros. Asimismo, el aire comprimido es la energía que ayuda a envasar y presentar 
productos, frutas, pulverizar líquidos o mezclar ingredientes granulados. En general es 
utilizado en múltiples operaciones en empresas para el manejo de equipos de planta y para 
instrumentación. 
 
En este caso el aire debe tener una calidad aceptable de humedad e impurezas. 
 
También, en la propia cadena final de producción, ese aire comprimido se emplea para 
empaquetar, envolver, sellar, envasar, paletizar y etiquetar productos antes de su 
almacenamiento o envío al cliente. 
 
En cuanto al sector de la agroalimentación, el aire comprimido es el único elemento que 
es generado por el usuario final. Este hecho significa que, precisamente somos nosotros 
como usuarios finales, quienes podemos influir directamente en la mayor o menor calidad 
de esta fuente de energía. 
 
Conseguir un aire comprimido de alta calidad es extremadamente crítico cuando hablamos 
de productos de alimentación, no solo desde el punto de vista del costo sino especialmente 
por que obligatoriamente deben ser productos seguros como alimento. 
El aire comprimido tiene ventajas como costos de mantenimiento bajos, peso bajo en 
relación con el rendimiento y la posibilidad de usar carga alta durante largo tiempo sin 
riesgo de sobrecalentamiento. 
CONFIGURACIÓN 
Existen varias posibles configuraciones de una red de aire comprimido. En una red de aire 
el factor más esencial de todos es la distribución de agua en la red puesto que los datos 
de pérdidas, velocidad, presión y otros pueden ser calculados matemáticamente sin mayor 
dificultad. 
 
RED ABIERTA: 
Está constituida por una sola línea principal de la cual se desprenden líneas secundarias 
o de servicio tal como se muestra en la Figura 14. La poca inversión inicial necesaria de 
esta configuración constituye su principal ventaja. Además, en la red pueden 
implementarse inclinaciones para la evacuación de condensados. La principal desventaja 
de este tipo de redes es su mantenimiento. Ante una reparación es posible que se detenga 
el suministro de aire “aguas abajo” del punto de corte lo que implica una detención de la 
producción. 
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Figura 14. Configuración abierta y su inclinación 
 RED CERRADA: 
En esta configuración la línea principal constituye un anillo. La inversión inicial de este tipo 
de red es mayor que si fuera abierta. Sin embargo, con ella se facilitan las labores de 
mantenimiento de manera importante puesto que ciertas partes de ella pueden ser aisladas 
sin afectar la producción. Una desventaja importante de este sistema es la falta de 
dirección constante del flujo. La dirección del flujo en algún punto de la red dependerá de 
las demandas puntuales y por tanto el flujo de aire cambiará de dirección dependiendo del 
consumo. El problema de estos cambios radica en que la mayoría de accesorios de una 
red (p. ej. Filtros) son diseñados con una entrada y una salida. Por tanto, un cambio en el 
sentido de flujo los inutilizaría. En las Figura 14. A y B se muestran dos situaciones de 
redes cerradas. 
 
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Figura 15. A: Configuración de una red cerrada. 
 
Figura 15. B: Configuración de una red cerrada 
Red interconectada: Esta configuración es igual a la cerrada, pero con la implementación 
de bypass entre las líneas principales tal como se muestra en la Figura. Este sistema 
presenta un excelente desempeño frente al mantenimiento, pero requiere la inversión 
inicial más alta. Además, la red interconectada presenta los mismos problemas que la 
cerrada. 
 
DISEÑO DE LA RED 
Al iniciar el proceso de diseño de una instalación de aire comprimido se deben investigar 
todas las aplicaciones que se usarán y su ubicación en la planta. Se recomiendan las 
siguientes observaciones: 
1. Diseñar la red con base en la arquitectura del edificio y de los requerimientos de aire. 
2. Procurar que la tubería sea lo más recta posible con el fin de disminuir la longitud de 
tubería, número de codos, tes, y cambios de sección que aumentan la pérdida de 
presión en el sistema. 
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3. La tubería siempre deber ir instalada en disposición aérea. Puede sostenerse de 
techos y paredes. Esto con el fin de facilitar la instalación de accesorios, puntos de 
drenaje, futuras ampliaciones, fácil inspección y accesibilidad para el mantenimiento. 
Una tubería enterrada no es práctica, dificulta el mantenimiento e impide la 
evacuación de condensados. 
4. La tubería no debe entrar en contacto con los cables eléctricos y así evitar accidentes. 
5. En la instalación de la red deberá tenerse en cuenta cierta libertad para que la tubería 
se expanda o contraiga ante variaciones de la temperatura. Si esto no se garantiza 
es posible que se presente curvaturas con su respectiva acumulación de agua. 
6. Un buen diámetro de la tubería principal evita problemas ante una ampliación de la 
red. La línea principal deberá tener una leve inclinación en el sentido de flujo del aire 
para instalar sitios de evacuación de condensados. 
7. Para el mantenimiento es esencial que se ubiquen llaves de paso frecuentemente en 
la red. Con esto se evita detener el suministro de aire en la red cuando se hagan 
reparaciones de fugas o nuevas instalaciones. 
8. Todo cambio brusco de dirección o inclinación es un sitio de acumulación de 
condensados. Allí se deben ubicar válvulas de evacuación. 
9. Presión: Se debe estimar la presión a la cual se desea trabajar para establecer el 
funcionamiento del compresor y de la red. 
10. Caudal: El caudal de la red deberá ser diseñado con base en la demanda. Los 
dispositivos neumáticos traen en sus catálogos métodos para estimar su consumo. 
11. Pérdida de presión: Los componentes de una red de aire comprimido como codos, 
tés, cambios de sección, unidades de mantenimiento, y otras se oponen al flujo 
generando pérdidas de presión. Garantizar que las pérdidas estén en los límites 
permisibles es una labor esencial del diseño. 
En la Tabla 5 se indican los valores de perdida de presiones típicas en una instalación 
de aire comprimido. 
 Refrigerador posterior de agua 0,09 bar 
Refrigerador posterior de aire 0,09 bar 
Secador frigorífico 0,20 bar 
Secador adsorción 0,30 bar 
Red de tuberías 0,14 bar 
Filtros en general 0,15 bar 
Tabla 5 Valores de pérdida de presión de algunos dispositivos. 
INCLINACIÓN 
En general en las redes abiertas se debe permitir una leve inclinación de la red en el sentido 
de flujo del aire, la cañería maestra debe tener una pendiente comprendida entre el 0,5 % 
y 2 % y la distancia entre puntos de drenaje no debe ser superior a los 30 m. Esto se hace 
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con el fin facilitar la extracción de los condensados. En la Figura 16 se muestra la pendiente 
de una línea de aire comprimido. 
 
Figura 16. Pendiente de una línea de aire comprimido. 
EL PROBLEMA DE LA CONDENSACIÓN 
La variación de la temperatura entre el aire exterior y el aire del interior de las redes de aire 
crea una caída en la temperatura del aire en la red y provoca la condensación del vapor de 
agua presente en el sistema. En la Figura 16 se muestra como se descarga el condensado 
acumulado de una línea de aire comprimido. 
El condensado afecta negativamente a las aplicaciones neumáticas, por tanto, debemos 
garantizar que no alcance la estación de trabajo si queremos evitar averías. El método 
tradicional es instalar un cuello de cisne que consiste en una toma de aire desde la parte 
superior de la cañería. El agua condensada permanece así en el sistema principal y la 
estación de trabajo no se ve afectada por aire de escasa calidad. La Figura 17 y 18 
muestran estos tipos de accesorios. 
 
 
Figura 17. Figura 18. 
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Es esencial dotar las redes de aire comprimido de tomas que incorporen un cuello de cisne, 
incluso cuando se utilice un secador. Los secadores únicamente eliminan una proporción 
del agua presente en el aire comprimido, puesto que la condensación sigue produciéndose 
debido a las variaciones en los niveles de temperatura. 
Además, dichas bajantes con cuello de cisne aumentan la seguridad y la protección de los 
equipos y las herramientas neumáticas en caso de que el secador se averíe o funcione 
mal. 
UNIDADES DE MANTENIMIENTO 
La Figura 19 muestra una unidad de mantenimiento que está compuesta por un filtro de 
partículas de baja eficiencia, un regulador con manómetro y un lubricador; su función 
principal es la de acondicionar una corriente determinada para su uso en una máquina. 
El filtro de partículas sirve para eliminar algunos contaminantes de tipo sólido, el regulador 
se encarga de disminuir la presión y el lubricador dosifica una cantidad requerida en 
algunas ocasiones por el equipo. 
 
Figura 19. Unidad de mantenimiento. 
 
ENERGÍA UTIL DEL AIRE COMPRIMIDO 
El rendimiento de los compresores es muy bajo, pues la mayor parte de la energía de 
compresión se convierte en calor. Para comprender las razones de esto se necesitan 
conocimientos termodinámicos. En la Figura 20 se muestra el diagrama de SANKEY en el 
que explicita el problema. 
 
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Figura 20 Diagrama de SANKEY. 
 
 
En la Tabla 6 se presenta un cuadro para el diagnóstico de fallas en líneas de distribución 
de aire comprimido 
TIPO DE 
LÍNEA 
POSIBLE CAUSA 
DEL PROBLEMA 
SOLUCIÓN 
Sistema 
de 
líneas 
rígidas 
Peso muerto de la 
tubería 
Añadir más apoyos 
Expansión y 
contracción 
Usar apoyos que permitan desplazamiento lateral 
de los tubos. 
Presión interna Proveer apoyos adecuados para prevenir 
movimiento y flexión. 
Fugas Todas las juntas de tubería deben estar hechas 
apropiadamente. 
Reemplazar válvulas y accesorios defectuosos. 
Si es causado por daños, revisar las condiciones 
ambientales y proteger zonasvulnerables. 
 
 
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Demasiada agua 
en las tuberías de 
las aplicaciones 
Revisar que las purgas sean adecuadas y estén 
en los lugares correctos. 
líneas 
flexibles 
Fugas Revisar deterioro en las juntas de los extremos. 
Proteger mangueras sujetas a difíciles 
condiciones ambientales. 
Considerar el uso de líneas en espiral que se 
recogen automáticamente. 
Excesiva caída de 
presión 
Revisa manguera por agujeros. 
Asegurarse que el tamaño de la manguera sea el 
adecuado. 
Tabla 7. Cuadro con diagnósticos de fallas en líneas de aire comprimido. 
 La caída de presión en instalaciones fijas no debe sobrepasar el 0,1 bar desde la 
instalación del compresor hasta la llave de servicio que queda a mayor distancia en el 
sistema, 0,07 bar son distribuidos en la línea principal de acuerdo con la instalación y los 
otros 0,03 bar se pierden en la línea de servicio. En la Tabla 7 y en la Figura 21, se detallan 
las pérdidas de carga en las distintas partes del sistema y lo que debe quedar disponible 
en la herramienta. Con el objeto de prevenir pérdidas normales de la instalación y una 
futura ampliación de la línea de distribución se consideran las siguientes correcciones para 
el cálculo: 
Al consumo estimado por los distintos artefactos se debe sumarle: 
a) un 5 % para tener en cuenta el desgaste de la herramienta. 
b) un 10 % para compensar posibles fugas. 
c) un 30 % para tener en cuenta una posible expansión de la línea. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Presión en la herramienta 6,0 bar 
Caída de presión en toda la línea 1,0 bar 
Línea de distribución 0,07 bar 
Línea de servicio 0,03 bar 
Accesorios 0,6 bar 
Mangueras 0,3 bar 
Total 7,0 bar 
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Tabla 7 A: Pérdidas de carga en las distintas partes del sistema. 
 
 
Figura 21. Pérdidas de carga en las distintas partes del sistema 
Las Figuras 22 A y 22 B que se muestran a continuación nos permiten realizar el 
dimensionamiento de la línea de distribución o línea principal de aire comprimido. 
En la Figura 21 A se muestra cómo se utiliza este diagrama. En él se ingresa con el caudal 
de aire en litros /segundo, la longitud de la línea, la pérdida de carga admisible y la presión 
de trabajo al comienzo de la línea. La Figura 16 B se utilizará en la resolución de ejercicios 
de aplicación. 
 
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Figura 22 A 
 
 
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Figuras 22 B 
 
 
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El consumo de aire de las herramientas determina la dimensión de las líneas de servicio. 
La caída de presión no debe exceder 0,03 bar r. 
El diseño de las líneas secundarias o de servicios se realiza utilizando la Tabla 8. En ella 
se indica la longitud de la línea en m, el diámetro interior de la cañería de servicio y el 
consumo de aire del artefacto que se conectará. Para ejemplificar vamos a tomar una línea 
de servicio de 5 m que se conecta por la parte superior a la línea principal, si se tiene un 
taladro que consume 10 l/s de, se debe utilizar una línea de 16 mm de diámetro. 
 
MÁXIMA CANTIDAD DE AIRE EN LITROS/SEGUNDO EN LA LÍNEA DE SERVICIO 
 Longitud (metros) 
Diámetro 
(mm) 
1 2 3 3,5 5 7 8,5 10 
10 6,30 5,57 4,92 4,63 3,89 3,19 2,89 2,78 
12,5 11,5 10,0 8,7 8,1 6,7 5,4 5,0 5,0 
16 20,0 17,8 15,9 15,0 12,8 10,7 9,7 9,3 
20 33,0 30,1 27,4 26,2 23,0 19,7 18,0 17,0 
25 50,0 45,9 42,2 40,5 36,0 31,3 28,7 27,0 
32 85,0 78,3 72,2 69,4 62,0 54,4 50,5 48,0 
40 132,0 123,7 116,1 112,6 103,0 92,6 86,5 82,0 
50 225,0 214,1 203,8 198,9 185,0 168,5 157,6 148,0 
Tabla 8. Para diseño de líneas de servicio. 
Para el dimensionado de las mangueras flexibles se utiliza la Figura 23. La dimensión 
recomendada de manguera se refiere a una longitud de 5 m. Si por algún motivo es 
necesaria una manguera más larga, se debe escoger una dimensión mayor, para no causar 
una caída de presión más grande. Aumente una medida para longitudes de 5-15 m. y dos 
medidas para longitudes de 15-20 m. 
ATENCION: Mangueras largas perjudican la lubricación 
Para ejemplificar vamos a tomar el artefacto del ejemplo anterior (un taladro que consume 
10 l/s), si la manguera flexible es de 5 m, del gráfico se saca que el diámetro de la misma 
es de 10 mm (3/8 “). Si se aumenta la longitud o sea por ejemplo a 7 m, el diámetro de la 
manguera flexible es de 13 mm. 
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Figura 23 Diseño de mangueras flexibles. 
 
 
Seguidamente se muestra en la Tabla 9 los factores de simultaneidad en función del 
número de herramientas que están en servicio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Tabla 9 Factores de simultaneidad en función de herramientas en servicio 
 
El grado de utilización es otro factor que permite el cálculo de los consumos de aire 
comprimido y depende del tipo de actividad empresarial, como se observa en la Tabla 10. 
 
Consumo de aire y grado de utilización para herramientas de aire comprimido 
Tipo de herramienta 
Consumo de Aire Grado de Utilización 
l/s 1 2 3 4 5 
Nº Herramientas 
Factor de 
Simultaneidad 
Nº Herramientas 
Factor de 
Simultaneidad 
1 1,000 9 0,730 
2 0,940 10 0,710 
3 0,890 11 0,690 
4 0,860 12 0,680 
5 0,830 13 0,670 
6 0,800 14 0,660 
7 0,770 15 0,650 
8 0,750 100 0,200 
 
 
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Llaves de 
impacto 
≤ 1/2 " 8 0,2 0,1 0,2 0,2 0,05 
> 1/2 " 13 0,3 0,2 0,1 ----- 0,15 
Apretadoras 
≤ M 8 9 0,35 0,1 0,05 0,05 - 0,2 ---- 
≤ M 10 19 0,4 0,1 0,01 0,05 ---- 
Taladro 
≤ 12mm 5 0,15 0,1 0,25 0,3 0,2 
> 12mm 10 0,2 0,1 0,1 0,1 0,25 
Rectificadora 8 0,05 0,1 ---- 0,1 ---- 
Esmeriladora 
< 6" 10 0,01 0,2 0,2 0,15 0,2 
> 6" 54 0,01 0,35 0,4 0,15 0,3 
Roscadora 6 ---- ---- 0,1 0,1 ---- 
Polipastos 
≤ 11 35 0,1 0,01 0,05 0,1 ---- 
> 11 45 0,15 0,05 0,05 0,05 0,05 
Martillo 
Bulonador 
leve 6 ---- 0,15 0,1 ---- 0,1 
pesado 12 ---- 0,01 0,2 ---- 0,3 
Atornillador 6 0,5 0,1 ---- 0,3 ---- 
Pistola de limpieza 6 0,01 0,05 0,1 0,05 ---- 
Martillo 
Bulonador 
automático 5 0,6 0,25 0,15 0,3 0,2 
manual 5 0,8 ---- ---- 0,9 ---- 
1: Industria Automotriz. 2: Taller mecánico. 3: Industria Mecánica Pesada. 4: Industria de 
Fabricación de Bienes Durables. Electrodomésticos. 5: Instalaciones Completas. 
Tabla 10 Factores de servicio o de uso 
En la Tabla 11 se muestra la pérdida de carga por accesorios en una línea de distribución 
de aire comprimido. 
Resistencia no repetida para codos y accesorios de tubería. Longitud 
equivalente en metros (m) 
Descripción 
Diámetro interno de tubería en milímetros (mm) 
13 16 20 25 40 50 80 100 125 150 200 
Válvula de esfera 
 
0,2 0,2 0,3 0,3 0,5 0,6 1 1,3 1,6 1,9 2,6 
Válvula de 
diafragma 
completamente 
abierta 
 0,8 1 1,2 1,6 2,5 3 4,5 6 8 10 ---- 
Curva 90º