Para mantener la calidad del aire comprimido, el tratamiento del aire incorpora diversos filtros y secadores. Los filtros se encargan de eliminar partículas y humedad del aire comprimido, mientras que el secador permite un secado más profundo del aire.
El primer paso de filtración se realiza en la unidad filtro-regulador. Además de regular la presión del aire comprimido, esta unidad está equipada con un recipiente de condensados y un filtro ubicado dentro de la carcasa.
Como parte del control de presión, el aire comprimido pasa a través de un deflector que crea un vórtice. Dado que la densidad de la humedad es mayor que la del aire comprimido, la humedad choca contra la pared del recipiente debido a la fuerza centrífuga del vórtice. Esta humedad fluye entonces hacia la base del recipiente y puede drenarse de forma manual o automática.
Cuando el aire comprimido sale del regulador, pasa a través de un filtro. Dependiendo de la finura del filtro, las partículas sólidas por encima de un determinado tamaño quedan retenidas. Festo dispone de dos niveles estándar de filtración: 40 y 5 µm. Con el filtro de 40 micras se puede obtener aire comprimido que cumple la clase mínima de calidad 7:4:4 recomendada por Festo conforme a la norma ISO 8573-1:2010.
Cuando se requiere una calidad de aire comprimido superior a este estándar, es necesario utilizar un filtro con mayor grado de finura. En este caso, la filtración debe realizarse en varias etapas. Por ejemplo, si una aplicación exige que solo queden partículas menores de 1 µm en el aire comprimido, tiene sentido capturar primero las partículas más grandes en etapas previas, como las de 40 y 5 µm. De no hacerlo, todas las partículas mayores de 1 µm se acumularían en este filtro muy fino, lo que provocaría rápidamente su saturación y una elevada caída de presión asociada.
La saturación del filtro puede supervisarse mediante un indicador de presión diferencial. Cuando la presión diferencial es demasiado alta, el indicador cambia de verde a rojo.
Los filtros aumentan inevitablemente la resistencia y, por lo tanto, reducen el caudal o flujo de aire comprimido. Para minimizar este impacto, es posible elegir filtros de “alto caudal” (High Flow). Estos elementos tienen una mayor superficie filtrante, lo que reduce el efecto sobre el flujo. Naturalmente, esto requiere más espacio de instalación.
Para filtrar específicamente aceite y aerosoles hasta el nivel de calidad más alto, puede utilizarse un filtro de carbón activado. El aceite se adhiere al carbón a nivel molecular mediante adsorción. Con este tipo de filtro, el contenido de aceite puede reducirse hasta 0,003 mg/m³.
Por último, en el contexto de la calidad del aire comprimido, es necesario mencionar los secadores de membrana. Estos se utilizan cuando los filtros mencionados anteriormente no pueden reducir suficientemente el contenido de humedad y, por lo tanto, el punto de rocío a presión. El filtro reduce el punto de rocío a presión a 3 °C de forma estándar. Esto significa que el aire comprimido por encima de esta temperatura no puede condensarse y, por tanto, no puede provocar la formación de humedad en la tubería.
Las aplicaciones críticas suelen requerir un punto de rocío más bajo, que puede lograrse mediante el uso de un secador de membrana. Estos secadores crean una pequeña diferencia de presión entre dos cámaras separadas por una membrana absorbente de humedad. Debido a esta diferencia de presión, el aire comprimido es forzado a atravesar la membrana, dejando atrás la humedad. De este modo, el punto de rocío a presión del aire comprimido puede reducirse en al menos 15 °C. Si esto sigue sin ser suficiente, también existe la opción de utilizar un secador de adsorción doble.
Para el control central de la neumática, el sistema de suministro de aire dispone de diversos sensores que supervisan distintos parámetros.
Los sensores de presión controlan la presión del aire comprimido sin necesidad de que haya flujo de aire, lo que los hace adecuados para prácticamente cualquier configuración de suministro de aire. Los tipos disponibles van desde sensores sencillos con función teach-in e indicadores LED, hasta variantes avanzadas con pantallas LCD multicolor y funciones de programación.
Los sensores de caudal miden el caudal volumétrico del aire comprimido y deben instalarse en la dirección del flujo y bajo condiciones de flujo laminar. Una instalación correcta incluye la colocación de un componente aguas arriba que no genere perturbaciones y el uso de un bloque colector (manifold) para garantizar una medición precisa.
Por último, un sistema de preparación de aire contiene diversas válvulas para controlar de forma centralizada la aplicación correspondiente.
Una de las válvulas más importantes es el regulador de presión. Con esta válvula, la presión de trabajo se regula simplemente girando un mando. Con la ayuda de un manómetro o de un sensor de presión, la presión puede supervisarse y ajustarse si es necesario.
El funcionamiento se muestra en la figura: al ajustar el mando, la fuerza sobre la membrana [2] se regula mediante el muelle principal [1]. El pistón regulador [4] se desplaza hacia abajo junto con la membrana, liberando el asiento de sellado inferior [6]. Si la presión en el puerto de trabajo [5] supera la presión de trabajo ajustada, el aire puede escapar a través de otro asiento de sellado en la membrana (venteo secundario).
Para garantizar la seguridad de las personas, las máquinas y el medio ambiente, un suministro de aire también cuenta con la llamada válvula de seguridad. Esta combina varias funciones:
Además de regular la presión de trabajo, la opción de una válvula central de encendido/apagado es una de las características más deseables en un suministro de aire. Con una válvula de este tipo, se puede cortar la presión principal, mientras que la presión del lado de trabajo se libera simultáneamente [3], dejando el sistema libre de presión.
El accionamiento se realiza manualmente mediante un mando giratorio [1]. También se incorpora un sistema LOTO (Lock Out Tag Out) en el mando [2] para un mantenimiento seguro de la máquina. Además de la versión manual, estas válvulas de conmutación también están disponibles en versión eléctrica, que puede accionarse, por ejemplo, desde un PLC.