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SMC colabora en el diseño y desarrollo de máquinas energéticamente eficientes

SMC | Las máquinas y equipos neumáticos se suelen diseñar para una presión de 7 bares, sin embargo, se pueden reducir los costes energéticos reduciendo esta presión a 4 bares.
16 septiembre 2022
SMC - mundocompresor.com

 

El cambio a una presión de funcionamiento estándar de 4 bares ya se está produciendo en algunas grandes plantas de fabricación. Aunque todavía no se ha adoptado de forma generalizada, creemos que se convertirá en una práctica estándar en un futuro no muy lejano, sobre todo, a medida que se endurezcan las normativas y aumente la presión pública por una industria más eficiente desde el punto de vista energético.

 

Con esta perspectiva, los fabricantes deberían comenzar a adaptarse a diseños de máquinas para entornos de trabajo a 4 bares. Emprender esta transición ahora puede convertirles en pioneros dentro de la industria, ayudándoles a ganar cuota de mercado e impulsando significativamente su responsabilidad social corporativa.

 

Aunque la gran mayoría de los componentes seguirán funcionando a 4 bares, es evidente que deben vigilarse estrechamente para asegurar un funcionamiento correcto.

 

Actuadores

 

Al diseñar una máquina, tiene sentido comenzar por los elementos que hacen el trabajo: los actuadores. Generalmente estos elementos son los que no pueden rendir al máximo, o a veces no rendir en absoluto cuando se utiliza una presion menor.

 

Hay dos variables clave: la fuerza y la velocidad. En la mayoría de las aplicaciones horizontales los actuadores funcionan a menor presión porque solo actúan contra el rozamiento que se genera al trasladar una masa. Como resultado, en aplicaciones horizontales es normal dimensionar los actuadores para que funcionen a una determinada velocidad.

 

Sin embargo, en aplicaciones verticales, la presión del cilindro tiene que superar el peso de la carga. Estas aplicaciones tienden a ser más críticas y exigir consideraciones específicas para garantizar que el actuador funcione eficientemente. La reducción de la presión a 4 bares puede requerir el uso de un cilindro de mayor diámetro para garantizar la fuerza requerida. En este caso, si el uso de un diámetro mayor es un problema por falta de espacio, los multiplicadores de presión, serie 1/3 VBA de SMC, proporcionan el nivel de presión requerido en ese punto específico de la aplicación sin tener que aumentar la presión de la línea principal. Esto permitiría utilizar el tamaño del actuador existente.

 

En cualquier caso, un simple cálculo puede indicar la fuerza teórica del cilindro: F = P x A, donde F es la fuerza en Newtons, P es la presión en bares y A es el área efectiva del émbolo del cilindro en cm2. Como nota, si trabajar a 4 bares exige un tamaño de actuador mayor, el ahorro en el consumo de aire compensará cualquier coste adicional.

 

Un problema que puede surgir es el del espacio. Para cilindros con un diámetro mayor que no encajan físicamente en el espacio de diseño designado, SMC dispone de componentes de cilindros más compactos que otros proveedores. Estos elementos cuentan también con una presión de funcionamiento mínima más baja y opciones de ahorro energético. Otra opción es utilizar una tecnología diferente como un cilindro de doble fuerza.

 

Válvulas

 

En realidad, no es la alta o la baja presión lo que controla la velocidad del actuador, sino el caudal de aire que recibe. Una vez definidos el diámetro del cilindro y la fuerza, es posible seleccionar el tamaño de la válvula. SMC ofrece válvulas direccionales y de proceso con el menor consumo de energía, ideales para su uso a 4 bares.

 

Boquillas, pistolas de soplado y unidades de vacío

 

Cuando se trata de boquillas de soplado y unidades de vacío, una presión mayor no significa un mayor rendimiento, sino todo lo contrario, por lo que un producto como una boquilla de alta eficiencia tiene el potencial de ofrecer ganancias notables. Esta solución puede maximizar la eficacia del soplado de aire gracias a un impacto de soplado más concentrado. Basándose en el efecto Bernoulli, puede reducir el consumo de aire en un 10%.

 

El compromiso de SMC con los 4 bares se puede apreciar igualmente en las unidades de vacío, que realmente funcionan de forma óptima (máxima eficiencia) cuando se utiliza una presión de funcionamiento baja. A 4 bares, SMC garantiza la presión de vacío necesaria para sujetar el componente o el producto de forma segura. Más allá de esta presión, el aire (y el dinero) simplemente se desperdicia y la unidad de vacío pierde eficacia. Al aumentar la presión, no se obtiene más fuerza o velocidad, sino más ineficiencia.

 

Regular para optimizar

 

Como los reguladores manejan la presión en el punto de uso, pueden ser óptimos colaboradores en el cambio hacia los 4 bares, en gran medida porque se pueden utilizar para reducir, aún más, la presión en los puntos en los que sea posible. Esto podría incluir aplicaciones de soplado de aire o de vacío, dotando a la máquina de una eficiencia energética aún mayor.

 

Controlar la presión

 

Aunque un presostato no desempeña un papel directo en el concepto de 4 bares, puede resultar beneficioso a largo plazo. Por ejemplo, cuando se diseña una máquina para trabajar a 4 bares es necesario controlar la presión, ya que el margen es escaso. En primer lugar, la supervisión de la presión actúa como medida de control para que la máquina reciba los 4 bares que necesita. En segundo lugar, los presostatos pueden controlar el consumo de aire e identificar cualquier pérdida de presión. Las pérdidas de aire son algo que ninguna máquina puede permitirse, especialmente a 4 bares.

 

El futuro de los 4 bares

 

Los fabricantes de maquinaria han de proponer a los usuarios finales que adopten maquinaria que funcione a 4 bares para seguir siendo competitivos. Para ayudar a agilizar un proyecto que implique el diseño de una máquina a esta presión de funcionamiento, el equipo de SMC contribuirá a que tanto fabricantes como usuarios alcancen el resultado. Colaborando en las fases iniciales del proyecto, puede proporcionar el tamaño correcto para cada componente neumático y garantizar un menor consumo de energía sin comprometer el rendimiento de la máquina.

 

 

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