Un depósito almacena aire entre las presiones de parada y de arranque, y ese volumen almacenado determina cada cuánto arranca el compresor. Introduce el volumen del depósito, la banda de presión, el caudal de aire libre del compresor y la demanda para obtener el aire libre almacenado, el tiempo de llenado, los arranques por hora y el factor de marcha.
Calculadora
Unidades:
L
Volumen físico del depósito de aire
bar
Presión manométrica a la que el compresor vuelve a arrancar
bar
Presión manométrica a la que el compresor se detiene
L/min
Caudal real en la salida, no la cilindrada
L/min
Consumo medio de aire libre de los equipos conectados
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener el aire libre almacenado en la banda de presión, el tiempo de llenado, los arranques por hora resultantes y el factor de marcha. Los arranques por hora suelen ser el criterio determinante.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Razona en aire libre, que es como se declara de verdad la capacidad de un compresor
✓Da los arranques por hora, el criterio que suele dimensionar el depósito
✓Muestra el factor de marcha, que decide el tipo de compresor
✓Avisa cuando la demanda supera al caudal, caso en que un depósito no puede ayudar
✓El gráfico de sensibilidad muestra el pico de ciclado a media capacidad
✓Enlaces compartibles y exportación CSV para el expediente de proyecto
¿Qué es un depósito de aire comprimido?
Un depósito de aire comprimido es un recipiente a presión que almacena aire entre el compresor y la demanda. Cumple tres funciones: amortigua los picos breves para que el compresor no tenga que dimensionarse para ellos, alarga los periodos de marcha y paro para que el motor arranque menos veces, y deja decantar la humedad y el aceite arrastrado. Su capacidad útil no es su volumen físico, sino el aire libre almacenado entre las presiones de parada y de arranque.
Por qué el aire almacenado supera al volumen del depósito
Un depósito de 270 litros trabajando entre 6 y 8 bar manométricos contiene mucho más de 270 litros de aire utilizable, porque el aire está comprimido. La diferencia de 2 bar sobre la presión atmosférica supone que el depósito almacena 270 × 2 / 1,013 = 533 litros de aire libre, casi el doble de su volumen físico. Ampliar la banda de presión almacena proporcionalmente más, y es la forma más barata de reducir el ciclado si la instalación tolera la presión de arranque más baja.
Por qué el ciclado alcanza su máximo a media capacidad
El ciclo tiene dos mitades: el depósito se vacía al ritmo de la demanda y luego se llena con la diferencia entre el caudal y la demanda. La duración total del ciclo es S/d + S/(F−d), que es mínima cuando d(F−d) es máximo, y ese producto alcanza su máximo justo en d = F/2. Así que un compresor que trabaja al 50 % de factor de marcha arranca más a menudo que uno al 20 % o al 80 %. Comprobado sobre el depósito por defecto: 200 y 300 L/min de demanda dan ambos 13,5 arranques por hora, mientras que 100 y 400 dan 9,0.
Fórmula
V_libre = V_deposito · (p_max − p_min) / 1,013
Aire libre almacenado entre parada y arranque, a partir de presiones manométricas en bar
Fórmulas relacionadas
t_vaciado = V_libre / demanda
t_llenado = V_libre / (FAD − demanda)
arranques/hora = 60 / (t_vaciado + t_llenado)
marcha = demanda / FAD
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
V
Volumen del depósito
L
Volumen físico del recipiente a presión.
p_min
Presión de arranque
bar
Presión manométrica a la que el compresor vuelve a arrancar.
p_max
Presión de parada
bar
Presión manométrica a la que se detiene.
FAD
Caudal de aire libre
L/min
Lo que el compresor entrega de verdad, típicamente entre un 20 y un 30 % por debajo de su cilindrada.
demanda
Demanda de aire
L/min
Aire libre medio consumido por las herramientas y los equipos.
V_libre
Aire libre almacenado
L
Aire utilizable en la banda de presión, mayor que el volumen del depósito.
Cómo usar esta calculadora
Usa el caudal de aire libre, no la cilindradaEl caudal de aire libre es lo que el compresor entrega de verdad en la salida, y suele quedar entre un 20 y un 30 % por debajo de la cilindrada por el espacio muerto, las pérdidas en válvulas y el calentamiento. Dimensionar con la cilindrada exagera la capacidad más o menos en ese margen.
Usa la demanda media, no el picoEl depósito existe precisamente para amortiguar los picos. Dimensionar el compresor para el pico instantáneo de todas las herramientas funcionando a la vez lleva a una máquina que pasa casi toda su vida en vacío, lo que desperdicia energía de continuo.
Abre la banda de presión tanto como la instalación tolereEl aire almacenado es proporcional a la diferencia entre la parada y el arranque. Pasar de una banda de 6–8 bar a 5,5–8,5 bar almacena un 50 % más de aire y reduce el ciclado en la misma medida, sin un euro más de depósito, siempre que la herramienta más exigente siga funcionando a la presión de arranque.
Comprueba los arranques por hora, no solo la capacidadDe seis a diez arranques por hora es el límite habitual de un motor de compresor con arranque directo. Eso es lo que normalmente dimensiona el depósito, y un compresor con capacidad de sobra puede quedar muy mal servido por un depósito demasiado pequeño.
Recuerda que el peor ciclado está a media cargaLa frecuencia de ciclado alcanza su máximo cuando la demanda vale la mitad del caudal, así que comprueba esa situación en lugar de la demanda máxima. Una instalación que cicla de forma aceptable a plena carga puede ciclar en exceso a media.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un depósito de 270 litros trabajando entre 6 y 8 bar, alimentado por un compresor que entrega 500 L/min de aire libre, frente a una demanda media de 300 L/min.
Es casi el doble del volumen físico del depósito, porque el aire está comprimido
Tiempo de vaciado: 533 / 300 = 1,78 min de la parada al arranque
Caudal neto de llenado: 500 − 300 = 200 L/min, ya que la demanda sigue mientras el compresor trabaja
Tiempo de llenado: 533 / 200 = 2,67 min
Duración del ciclo: 1,78 + 2,67 = 4,44 min, es decir 60/4,44 = 13,5 arranques por hora
Factor de marcha: 300/500 = 60 %
Lectura: 13,5 arranques por hora superan los seis a diez que se admiten normalmente. El compresor tiene capacidad de sobra, al 60 % de marcha: el problema es el depósito, no la máquina.
Ejemplo 2
El mismo compresor y el mismo depósito con demandas distintas, lo que revela dónde se produce de verdad el peor ciclado.
Solución paso a paso
Con 100 L/min de demanda (20 % de marcha): 9,0 arranques por hora
Con 200 L/min (40 % de marcha): 13,5 arranques por hora
Con 300 L/min (60 % de marcha): 13,5 arranques por hora
Con 400 L/min (80 % de marcha): 9,0 arranques por hora
Con 450 L/min (90 % de marcha): 5,1 arranques por hora
El patrón es simétrico en torno a 250 L/min, exactamente la mitad de los 500 L/min que entrega el compresor. Los casos de 200 y 300 dan un idéntico 13,5, y los de 100 y 400 un idéntico 9,0.
Sale directamente de la aritmética. La duración del ciclo es S/d + S/(F−d), que se simplifica en S·F/(d(F−d)). Minimizarla equivale a maximizar d(F−d), y ese producto alcanza su máximo en d = F/2.
La consecuencia práctica es que comprobar la demanda máxima es comprobar el caso equivocado. Una instalación que arranca nueve veces por hora a plena carga puede arrancar catorce veces a media carga, y es a media carga donde la mayoría de las instalaciones de aire comprimido pasan el tiempo.
Duplicar el depósito hasta 540 litros reduce el ciclado a la mitad en toda esa curva, porque el aire almacenado es directamente proporcional al volumen. Suele salir más barato que cualquier otro remedio.
Sensibilidad a la demanda
Los arranques por hora suben hasta un pico y luego caen, porque la duración del ciclo es mínima cuando la demanda vale exactamente la mitad del caudal. Es la curva más útil de la página: el peor caso de ciclado no es el más cargado. El marcador señala tu demanda actual.
Arranques por horafrente aDemanda de aire
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Arranques por hora frente a Demanda de aire. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de demanda de aire.
Cómo interpretar el resultado
Los arranques por hora son el criterio que normalmente manda. El factor de marcha decide el tipo de compresor, y ambos se relacionan de una forma que es fácil entender al revés.
Arranques por hora: < 6Ciclado cómodo
Con your result arranques por hora el motor tiene tiempo de sobra para enfriarse entre marchas. El depósito está generosamente dimensionado para este servicio, lo que además da una presión más estable y una mejor separación de la humedad.
Arranques por hora: 6 – 10Dentro del límite habitual
Con your result arranques por hora el compresor se mantiene dentro de los seis a diez que se admiten para un motor con arranque directo. Comprueba también la situación a media carga, porque es ahí donde el ciclado alcanza su máximo y no en la demanda actual.
Arranques por hora: 10 – 20Ciclado demasiado frecuente
Con your result arranques por hora el motor arranca más veces de las que la mayoría de fabricantes permite. Cada arranque demanda una fuerte corriente y el motor tiene poca capacidad para evacuar ese calor. Un depósito mayor o una banda de presión más amplia ayudan ambos, y ambos cuestan menos que un compresor más grande.
Arranques por hora: ≥ 20Ciclado excesivo
Con your result arranques por hora el motor se sobrecalentará y los contactores se desgastarán deprisa. El depósito está claramente pequeño para este servicio. Como el aire almacenado es directamente proporcional al volumen, duplicar el depósito reduce el ciclado a la mitad.
Factor de marcha: ≥ 75Factor de marcha alto
Con un your result % de marcha queda poco margen para que crezca la demanda o para un compresor que entrega menos de lo nominal al envejecer. Los compresores de pistón se declaran habitualmente para un 60 a 75 % de marcha y necesitan el resto para enfriarse; un compresor de tornillo, en cambio, está diseñado para funcionar de continuo.
Factor de marcha: < 25Compresor sobredimensionado
Con un your result % de marcha el compresor es bastante mayor de lo que la demanda exige. Eso cuesta energía de continuo, porque un compresor en vacío sigue consumiendo una fracción notable de su potencia a plena carga, y no nada.
Errores comunes que evitar
Dimensionar con la cilindrada en lugar del caudal de aire libre
Por qué importa:La cilindrada es el volumen barrido por los pistones; el caudal de aire libre es lo que llega de verdad a la salida, una vez contados el espacio muerto, las pérdidas en válvulas y el calentamiento. La diferencia suele ser de un 20 a un 30 %.
✓Cómo evitarlo:Usa el caudal de aire libre, que los fabricantes serios declaran según una norma reconocida. Un compresor anunciado solo por cilindrada está dando la cifra más halagadora.
Comprobar el ciclado solo con la demanda máxima
Por qué importa:El ciclado alcanza su máximo en la mitad del caudal del compresor, no a plena carga. En el ejemplo anterior, 400 L/min dan 9,0 arranques por hora mientras que 250 darían el máximo: la situación más cargada no es la peor.
✓Cómo evitarlo:Comprueba explícitamente el caso de media capacidad. Es la situación determinante para dimensionar el depósito y es fácil pasarla por alto.
Esperar que un depósito arregle un compresor pequeño
Por qué importa:Un depósito amortigua picos; no crea aire. Si la demanda media supera al caudal de aire libre, el depósito se vacía y la presión de la red cae por grande que sea.
✓Cómo evitarlo:Compara primero la demanda media con el caudal de aire libre. Un depósito solo ayuda donde el compresor cubre la media y el problema son los picos o el ciclado.
Ajustar una banda de presión demasiado estrecha
Por qué importa:El aire almacenado es proporcional a la diferencia entre la parada y el arranque. Una banda de 1 bar almacena la mitad que una de 2 bar, y duplica el ciclado con el mismo depósito.
✓Cómo evitarlo:Amplía la banda todo lo que permita la herramienta de menor presión. Es el remedio más barato que existe contra el ciclado excesivo: solo cuesta un ajuste de presostato.
Ignorar lo que cuesta sobredimensionar
Por qué importa:Un compresor en vacío sigue demandando una parte sustancial de su potencia a plena carga, a menudo entre un 20 y un 40 % en una máquina de tornillo. Sobredimensionar desperdicia energía de continuo, y no solo en los picos.
✓Cómo evitarlo:Dimensiona para la demanda media real y usa el depósito para los picos. Donde la demanda varía mucho, un compresor de velocidad variable la sigue en lugar de cargar y descargar.
Olvidar las fugas en la cifra de demanda
Por qué importa:Las fugas suponen normalmente entre un 20 y un 30 % del consumo total de una red de aire comprimido establecida, y funcionan de continuo, también fuera del horario de trabajo. Una demanda deducida solo de las características de las herramientas las omite por completo.
✓Cómo evitarlo:Mide el consumo real, o haz funcionar el compresor con todas las herramientas aisladas para cuantificar el caudal de fuga. Reparar fugas casi siempre sale más barato que comprimir el aire que las repone.
Aplicaciones prácticas
▸Dimensionar un depósito para una red de aire comprimido
▸Comprobar el ciclado del compresor frente a los límites de arranque del motor
▸Verificar si un compresor está bien dimensionado para su demanda
▸Evaluar el efecto de ampliar la banda de presión
▸Estimar el aire almacenado disponible para los picos de demanda
▸Comparar tamaños de depósito al renovar una instalación
Casos de uso por sector
Taller e industria general
Los depósitos se dimensionan sobre todo para limitar los arranques del motor y no para almacenar aire, porque el compresor suele tener capacidad de sobra para la demanda media. Ampliar la banda de presión es el primer remedio que se prueba, porque no cuesta nada y el aire almacenado es directamente proporcional a ella.
Planta de producción
Las instalaciones grandes emplean varios compresores en cascada para seguir la demanda, con una máquina de velocidad variable haciendo el ajuste fino y el resto a plena carga o paradas. Así se evitan a la vez el problema del ciclado y el coste energético de las máquinas en vacío.
Gestión energética
El aire comprimido es uno de los servicios más caros por unidad de trabajo útil, y unas fugas del 20 al 30 % son corrientes en redes establecidas. Una campaña de detección de fugas y una bajada de la presión de consigna suelen rendir más que cualquier cambio en el propio compresor.
Consejos prácticos
💡El aire libre almacenado es aproximadamente el doble del volumen del depósito con una banda de 2 bar.
💡El ciclado alcanza su máximo justo en la mitad del caudal del compresor, no a plena carga.
💡De seis a diez arranques por hora es el límite habitual de un motor con arranque directo.
💡El aire almacenado es directamente proporcional tanto al volumen del depósito como a la banda de presión.
💡El caudal de aire libre queda entre un 20 y un 30 % por debajo de la cilindrada: usa el primero.
💡Las fugas suponen normalmente entre un 20 y un 30 % del consumo y funcionan de continuo.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Razona en aire libre, tal como se declaran los compresores
✓Da los arranques por hora, que es el criterio que suele mandar
✓Hace visible el pico de ciclado a media carga en lugar de dejar que se descubra
✓Avisa cuando un depósito no puede ayudar porque el compresor se queda corto
✓Lo bastante rápida para comparar tamaños de depósito y bandas de presión en proyecto
Limitaciones
!Supone una demanda media constante en lugar de un perfil variable realista
!Emplea expansión isoterma, ignorando el calentamiento que acompaña a la compresión
!No tiene en cuenta el volumen de la tubería, que se suma al almacenamiento efectivo
!No modela la marcha en vacío, que muchos compresores usan en lugar de pararse
!Supone una regulación sencilla de carga-vacío y no velocidad variable
!Ignora la pérdida de carga entre el depósito y el punto de uso
!No aborda la humedad, la filtración ni los requisitos de calidad del aire
Dónde cae el pico de ciclado
Un depósito de 270 litros con una banda de 6–8 bar y un compresor de 500 L/min. La demanda crece al bajar por la tabla, pero los arranques por hora suben, alcanzan un máximo y caen, simétricamente en torno a la media capacidad.
Depósito de 270 L, 6–8 bar, 500 L/min de caudal de aire libre, 533 L de aire libre almacenado. Las filas de 200 y 300 dan un idéntico 13,5 arranques por hora, y las de 100 y 400 un idéntico 9,0: la curva es simétrica en torno a 250 L/min, donde las dos mitades del ciclo se igualan. Comprobar solo la demanda máxima dejaría escapar el peor caso.
¿Cómo se dimensiona un depósito de aire comprimido?
Calcula el aire libre almacenado en la banda de presión, V × (p_max − p_min)/1,013, y contrasta después los arranques por hora resultantes con el límite del motor. Los depósitos se dimensionan normalmente por el ciclado y no por la capacidad.
¿Cuánto aire almacena de verdad un depósito?
Más que su volumen, porque el aire está comprimido. Un depósito de 270 litros entre 6 y 8 bar almacena 533 litros de aire libre, casi el doble de su tamaño físico. La diferencia es exactamente la relación entre la banda de presión y la presión atmosférica.
¿Cuántos arranques por hora aguanta el motor de un compresor?
De seis a diez con arranque directo. Cada arranque demanda una fuerte corriente y el motor tiene una capacidad térmica limitada para evacuar ese calor antes del siguiente. Un arrancador progresivo eleva algo ese límite. Las máquinas grandes esquivan ese límite funcionando de continuo, cargadas y en vacío.
¿Por qué el ciclado alcanza su máximo a media carga?
Porque la duración del ciclo es S/d + S/(F−d), que se simplifica en S·F/(d(F−d)). Es mínima cuando d(F−d) es máximo, y ese producto alcanza su máximo justo en la mitad del caudal del compresor. Comprobar solo la plena carga no dice nada, por tanto, sobre el caso más severo.
¿Qué es el caudal de aire libre?
Es el volumen de aire atmosférico que el compresor entrega realmente en su salida, típicamente entre un 20 y un 30 % por debajo de la cilindrada por el espacio muerto, las pérdidas en válvulas y el calentamiento. La norma ISO 1217 fija cómo se mide.
¿Un depósito mayor corregirá una presión insuficiente?
Solo si el compresor cubre la demanda media. Un depósito amortigua picos pero no crea aire: si la demanda supera al caudal, la presión cae sea cual sea el tamaño del recipiente. Compara primero la demanda media con el caudal de aire libre: esa relación es la que decide, no el volumen.
¿Cómo influye la banda de presión en el ciclado?
Directamente. El aire almacenado es proporcional a la diferencia entre la parada y el arranque, así que duplicar la banda reduce a la mitad la frecuencia de ciclado. Es el remedio más barato disponible, siempre que las herramientas admitan la presión baja.
¿Qué factor de marcha aguanta un compresor?
Los compresores de pistón se declaran habitualmente para un 60 a 75 % y necesitan el resto para enfriarse. Los compresores de tornillo están diseñados para funcionar de continuo y son la mejor opción por encima de ese nivel. Por encima, una máquina de pistón se calienta, el aceite se degrada y las válvulas se ensucian antes.
¿Consume mucha energía un compresor en vacío?
Sí, a menudo entre un 20 y un 40 % de la potencia a plena carga en una máquina de tornillo. Por eso sobredimensionar cuesta energía de continuo, y por eso la regulación de velocidad variable se amortiza pronto con una demanda variable.
¿Cuánto aire desperdician las fugas?
Normalmente entre un 20 y un 30 % del consumo total de una red establecida, de continuo y también fuera del horario de trabajo. Una sola fuga de 3 mm a 7 bar ya supone varios cientos de litros de aire libre por minuto.
Glosario
Depósito de aire comprimido
Recipiente a presión que almacena aire comprimido entre el compresor y la demanda.
Caudal de aire libre
Volumen, referido a condiciones atmosféricas, que se entrega realmente en la salida del compresor.
Cilindrada
Volumen barrido por los pistones del compresor, superior al caudal de aire libre.
Presión de arranque
La presión a la que el compresor vuelve a arrancar.
Presión de parada
La presión a la que el compresor se detiene.
Factor de marcha
La fracción del tiempo, o de la capacidad, en que el compresor está trabajando.
Tiempo de llenado
Tiempo que tarda el depósito en subir del arranque a la parada mientras la demanda continúa.
Regulación carga-vacío
Hacer funcionar el compresor de continuo pero descargarlo al alcanzar la presión, en vez de pararlo.
Banda de presión
La diferencia entre la parada y el arranque, que fija el aire almacenado.
Caudal de fuga
Pérdida continua de aire de la red de distribución, normalmente entre un 20 y un 30 % del consumo.
Referencias científicas y normativas
ISO 1217: Compresores volumétricos — Ensayos de recepción (definición del caudal de aire libre) — Organización Internacional de Normalización
EN 286-1: Recipientes a presión simples, no sometidos a llama, destinados a contener aire o nitrógeno — CEN
Compressed Air and Gas Institute — Compressed Air and Gas Handbook — Compressed Air and Gas Institute
US Department of Energy — Improving Compressed Air System Performance: A Sourcebook for Industry — US Department of Energy
ISO 8573-1: Aire comprimido — Contaminantes y clases de pureza — Organización Internacional de Normalización
Conclusión
Un depósito de aire comprimido se dimensiona por cada cuánto arranca el compresor, y no por cuánto aire contiene. La magnitud útil es el aire almacenado — 533 litros de aire libre en un recipiente de 270 litros con una banda de 2 bar, casi el doble de su tamaño físico — y es directamente proporcional tanto al volumen como a la anchura de la banda de presión, lo que convierte ampliar esa banda en el remedio más barato contra el ciclado excesivo. El resultado que conviene llevarse es dónde cae el peor caso. El ciclado alcanza su máximo justo en la mitad del caudal del compresor, y la tabla anterior muestra la curva simétrica en torno a ese punto: 200 y 300 L/min dan ambos 13,5 arranques por hora, y 100 y 400 dan ambos 9,0. Comprobar solo la demanda máxima es, por tanto, comprobar la situación equivocada, y como la mayoría de las redes de aire comprimido pasan el tiempo cerca de media carga, esa es la situación en la que realmente viven.
Introduce arriba tu depósito, tu banda de presión y tu demanda para comprobar la frecuencia de ciclado.
