Preparación Punto de Uso

La preparación del aire en el punto de uso es crítica para el rendimiento de los equipos neumáticos. La mayoría de los problemas de presión ocurren en los últimos 3 metros de tubería.

FRL: Filtro-Regulador-Lubricador

El conjunto FRL es el estándar para preparación de aire en punto de uso:

    Aire de         Filtro      Regulador    Lubricador     Aire
    línea     ══>  ┌─────┐  ══>  ┌─────┐  ══>  ┌─────┐  ══>  preparado
    7 bar          │░░░░░│       │  ▼  │       │  ●  │       5.5 bar
                   │░░░░░│       │     │       │╱ ╲  │       limpio
                   └──┬──┘       └──┬──┘       └──┬──┘       lubricado
                      │             │             │
                   Partículas   Presión       Aceite
                   Agua         regulada      nebulizado

Componentes

Componente	Función	Elementos
Filtro	Remueve partículas y agua	Elemento 5-40 µm, purga
Regulador	Reduce y estabiliza presión	Diafragma, resorte, escape
Lubricador	Agrega aceite para lubricación	Venturi, reservorio, ajuste

El Filtro

Tipos de Filtros

Tipo	Filtración	Aplicación
Estándar	40 µm	General
Fino	5 µm	Instrumentación
Coalescente	0.01 µm	Aceite, aerosoles
Carbón activado	Vapores	Olores, orgánicos

Caída de Presión

Presión diferencial vs. Condición del filtro:

ΔP (psi)
    │
  8 ┤                        ████████ ← Reemplazar
    │                   █████████████
  6 ┤              █████████████████
    │         █████████████████████
  4 ┤    █████████████████████████ ← Límite aceptable
    │ ████████████████████████████
  2 ┤████████████████████████████ ← Nuevo
    │████████████████████████████
    └────────────────────────────── Tiempo/Uso

Condición	ΔP	Acción
Nuevo	1-2 psi	OK
Usado	2-4 psi	Monitorear
Saturado	mayor a 5 psi	Cambiar

El Regulador

Por Qué Regular

El aire de planta típicamente está a 7-8 bar, pero la mayoría de equipos necesitan menos:

Equipo	Presión Requerida
Cilindros neumáticos	4-6 bar
Herramientas manuales	6-6.5 bar
Soplado	2-4 bar
Motores neumáticos	4-6 bar
Válvulas	3-6 bar

Droop del Regulador

El droop es la caída de presión cuando aumenta el flujo:

Presión salida (bar)
    │
 6.0├──●
    │   ╲
 5.8├    ╲
    │     ╲
 5.6├      ╲
    │       ╲ ← Curva de droop
 5.4├        ╲
    │         ╲
 5.2├──────────● ← A flujo máximo
    │
    └────────────────────── Flujo
       0                  Máx

Tipo de Regulador	Droop Típico
Estándar	10-15%
Precisión	2-5%
Alta capacidad	5-10%

Alivio (Relieving)

Reguladores con relieving pueden descargar aire excesivo:

Sin Relieving:           Con Relieving:

Setpoint: 5 bar          Setpoint: 5 bar
Línea sube a 7 bar       Línea sube a 7 bar

Salida: sube a 6+ bar    Salida: se mantiene 5 bar
(no puede bajar)         (descarga exceso)

El Lubricador

Cuándo Usar

Aplicación	Lubricación
Cilindros con sellos estándar	Recomendada
Herramientas neumáticas	Requerida
Motores neumáticos	Requerida
Válvulas con sellos lubricados	Recomendada
Cilindros oil-free	Prohibida
Pintura/acabado	Prohibida

Ajuste del Lubricador

           Vista del
           domo
              │
    ┌─────────▼─────────┐
    │    ● ● ●          │ ← Gotas visibles
    │   ●   ●  ●        │   cuando opera
    │  ●  ●   ●  ●      │
    └───────────────────┘

    Ajuste: 1-2 gotas por minuto por CFM

Tamaño Sistema	Gotas/min
Pequeño (10 CFM)	10-20
Medio (50 CFM)	50-100
Grande (100 CFM)	100-200

Tipos de Aceite

Tipo	Viscosidad	Aplicación
Mineral estándar	ISO 32	General
Sintético	ISO 32-46	Alta temperatura
Grado alimenticio	ISO 32	Industria alimentaria

Dimensionamiento

Capacidad de Flujo

El FRL debe dimensionarse para el flujo máximo requerido:

$$Q_{\text{requerido}} = \sum_{i=1}^{n} (Q_i \times f_i)$$

Donde:

• $Q_i$ = consumo de cada equipo (CFM)
• $f_i$ = factor de uso

Ejemplo:

$$\begin{aligned} 2 \text{ cilindros} \times 5 \text{ CFM} \times 0.5 &= 5 \text{ CFM} \\ 1 \text{ herramienta} \times 15 \text{ CFM} \times 0.3 &= 4.5 \text{ CFM} \\ \text{Soplado} \times 10 \text{ CFM} \times 0.2 &= 2 \text{ CFM} \\ \hline \textbf{Total} &= 11.5 \text{ CFM} \end{aligned}$$

Seleccionar FRL para $\geq 15$ CFM (margen 30%)

Conexiones

Flujo (CFM)	Conexión Típica
0-15	1/4"
15-40	3/8"
40-100	1/2"
100-250	3/4"
250+	1"

Caída de Presión Total

Cálculo

$$\Delta P_{\text{total}} = \Delta P_{\text{filtro}} + \Delta P_{\text{regulador}} + \Delta P_{\text{lubricador}} + \Delta P_{\text{tubería}}$$

Ejemplo:

$$\begin{aligned} \Delta P_{\text{filtro}} &= 0.5 \text{ psi} \\ \Delta P_{\text{regulador}} &= 1.0 \text{ psi} \\ \Delta P_{\text{lubricador}} &= 0.5 \text{ psi} \\ \Delta P_{\text{tubería (3m 1/4")}} &= 1.0 \text{ psi} \\ \hline \Delta P_{\text{total}} &= 3.0 \text{ psi} \end{aligned}$$

Problema Común

Presión en:
  Manifold:        7.0 bar (100 psi)
  Antes del FRL:   6.5 bar (95 psi)  ← Pérdida en tubo principal
  Después del FRL: 5.5 bar (80 psi)  ← Pérdida en FRL
  En herramienta:  5.0 bar (72 psi)  ← Pérdida en manguera
                                       ▲
                                       └── Solo 72% de presión disponible

Mantenimiento

Programa

Componente	Frecuencia	Acción
Filtro - Purga	Diario	Drenar condensado
Filtro - Elemento	3-6 meses	Inspeccionar/cambiar
Regulador	Anual	Verificar calibración
Lubricador	Semanal	Verificar nivel aceite
Lubricador - Domo	Mensual	Limpiar

Indicadores de Problemas

Síntoma	Causa Probable
Presión baja al equipo	Filtro saturado, regulador dañado
Presión fluctuante	Regulador defectuoso, demanda excede capacidad
Equipo lento	Lubricación insuficiente, baja presión
Fugas audibles	Conexiones flojas, sellos dañados
Agua en equipo	Purga automática fallando

La Regla de los 3 Metros

El 80% de los problemas de presión en punto de uso ocurren en los últimos 3 metros. Dimensione correctamente el FRL y las mangueras finales para evitar restricciones.