Las cotizaciones de los compresores de aire suelen determinarse en función de una sola cifra: el caudal de aire. Los compradores comparan las fichas técnicas, ven 100 CFM en una página y 100 SCFM en otra, y dan por hecho que las máquinas son intercambiables. Pero no lo son. Una cifra de caudal de aire sin procesar refleja tanto las condiciones climáticas de la sala de compresores como las propias características de la máquina, y una instalación situada en un lugar cálido, húmedo o a gran altitud puede perder una quinta parte de su capacidad nominal sin que cambie ni un solo componente.
El SCFM (pies cúbicos estándar por minuto) es el caudal de aire que suministra un compresor una vez que el volumen de entrada se ha recalculado según una referencia fija de presión, temperatura y humedad. El CFM es el volumen real de aire que se desplaza por minuto, independientemente de las condiciones locales. El SCFM elimina la influencia de la ubicación y las condiciones meteorológicas, mientras que el CFM las registra; y solo el SCFM permite comparar en igualdad de condiciones dos máquinas situadas en dos lugares distintos.
Esa distinción determina el dimensionamiento, las pruebas de aceptación y la contabilidad energética, por lo que conviene diferenciar cuidadosamente ambas cifras.
SCFM frente a CFM: ¿cuál es la diferencia real?
El CFM es un recuento sin condiciones de los pies cúbicos de aire que pasan por un punto cada minuto, a la presión, temperatura y humedad existentes en ese momento. El SCFM es ese mismo caudal recalculado según un estado de referencia fijo. El CFM describe la realidad local, mientras que el SCFM describe la capacidad comparable.
La distinción tiene una importancia diferente según quién la plantee. Un fabricante que publica cifras de catálogo utiliza SCFM, ya que permite una comparación equitativa entre toda una gama de productos y entre distintas regiones. Un ingeniero de planta que dimensiona una línea utiliza SCFM para la demanda, ya que los datos de consumo de las herramientas se publican sobre esa misma base. Por su parte, un ingeniero de puesta en marcha recurre al CFM, ya que es lo que indica el caudalímetro in situ a la presión de la línea. Los problemas surgen cuando se sustituye una base por otra sin realizar la conversión, lo que constituye la causa más habitual de instalaciones de tamaño insuficiente.
¿Son lo mismo los SCFM y los CFM?
Solo coinciden cuando la medición se realiza exactamente en las condiciones de referencia. En todos los demás casos, las cifras difieren, y la diferencia aumenta a medida que se aleja del punto de referencia.
En una sala con temperatura controlada situada cerca del nivel del mar, la diferencia es tan pequeña que puede ignorarse. Si se traslada la misma máquina a un taller caluroso en una ciudad situada a gran altitud, la diferencia es lo suficientemente grande como para modificar la elección del equipo. El problema es que una etiqueta que indica 100 CFM y un requisito de 100 SCFM parecen idénticos a simple vista. Considerarlas intercambiables supone comprar una máquina con capacidad insuficiente antes incluso de ponerla en marcha, y ese déficit se manifestará más adelante en forma de herramientas lentas, baja presión en el extremo más alejado de la línea y un compresor que funciona cuando debería estar inactivo.
Cuando el SCFM es superior o inferior al CFM
La dirección del desplazamiento es predecible una vez que se sabe en qué sentido se desvía el lugar respecto a la referencia.
| Estado | Cómo varía la cifra equivalente en CFM |
| El aire de admisión está más caliente que el de referencia | El aire caliente es menos denso, por lo que un mayor volumen en pies cúbicos contiene la misma masa. La cifra aumenta, alcanzando aproximadamente 1,07 a 100 °F, tomando como referencia los 68 °F. |
| El aire de admisión es más frío que el de referencia | El aire frío es más denso, por lo que un menor volumen en pies cúbicos contiene la misma masa. La cifra desciende hasta aproximadamente 0,89 a 32 °F. |
| Presión absoluta de entrada inferior a la de referencia | El aire enrarecido a gran altitud se comporta como el aire cálido. La cifra aumenta, alcanzando aproximadamente 1,20 a unos 5.000 pies. |
| Presión absoluta en la entrada superior a la de referencia | El aire más denso contiene más masa por pie cúbico, por lo que la cifra disminuye. |
| Humedad elevada | El vapor de agua desplaza el aire seco, por lo que la masa de aire seco por pie cúbico disminuye. La magnitud de la corrección depende de la base de humedad publicada. |
Dado que el estado de referencia es una convención y no una constante física, lo más prudente es indicar la base cada vez que se transmita un dato de caudal. Esta ambigüedad es de larga data y está bien documentada en el caso de pies cúbicos estándar por minuto, donde la presión estándar puede definirse como 101 325 pascales, 1 bar, 14,73 psia o 14,696 psia, y la temperatura estándar como cualquier valor comprendido entre 60 °F y 77 °F.
Cómo convertir CFM a SCFM
Los valores de CFM y SCFM se pueden convertir en ambos sentidos siempre que se conozcan la presión absoluta y la temperatura absoluta en el punto de medición. La relación es una proporción, más que un multiplicador fijo, por lo que el resultado depende de cuánto se alejen las condiciones reales de las de referencia.
La conversión se rige por la ley combinada de los gases, según la cual la presión multiplicada por el volumen y dividida por la temperatura absoluta se mantiene constante para una masa fija de gas. Hay dos consecuencias importantes. Las presiones deben ser absolutas y no manométricas, por lo que una lectura de 100 psig equivale a unos 114,7 psia al nivel del mar. Las temperaturas también deben ser absolutas, por lo que las lecturas en grados Fahrenheit se convierten sumando 460 para obtener grados Rankine. Utilizar la presión manométrica, o grados Celsius sin convertir, es el error aritmético más común en los cálculos de caudales de aire, y da lugar a resultados que parecen plausibles pero que, en realidad, son erróneos por un amplio margen.
¿A cuántos CFM equivale 1 SCFM?
Un SCFM equivale exactamente a un CFM únicamente en las propias condiciones de referencia. En cualquier otra combinación de temperatura y presión, un SCFM corresponde a un número diferente de pies cúbicos reales.
| Estado | Equivalente aproximado en CFM de 1 SCFM |
| 68 °F a 14,7 psia | 1,00 CFM, el punto de referencia en el que coinciden ambas cifras |
| 100 °F a 14,7 psia | Aproximadamente 1,07 CFM, ya que el aire caliente debe expandirse para transportar la misma masa |
| 32 °F a 14,7 psia | Aproximadamente 0,89 CFM, ya que el aire frío es más denso y ocupa menos espacio con la misma masa. |
| 68 °F a 12,2 psia, a unos 5.000 pies de altitud | Alrededor de 1,20 CFM, ya que la menor presión atmosférica hace que el aire sea más enrarecido |
| 68 °F a 18 psia | Alrededor de 0,82 CFM, ya que una presión absoluta más alta comprime la masa en un volumen menor. |
Estas cifras indican la tendencia y la magnitud, más que valores exactos. Para la selección de los equipos, utilice la presión absoluta y la temperatura medidas en sus propias instalaciones.
¿Se puede convertir CFM a SCFM?
Sí. Divide la presión absoluta real entre la presión absoluta de referencia, multiplica el resultado por la relación entre la temperatura absoluta de referencia y la temperatura absoluta real, y aplica ese resultado a la cifra de CFM medida.
La secuencia es la siguiente.
- Anota el caudal medido en CFM en el punto de interés.
- Mide la presión absoluta en el mismo punto sumando la presión atmosférica local a la lectura del manómetro.
- Mide la temperatura del aire y conviértela a unidades absolutas sumando 460 al valor en grados Fahrenheit.
- Introduce los valores de referencia utilizando 14,7 psia y 528 grados Rankine, según la convención habitual en Norteamérica.
- Multiplica los términos entre sí para obtener el valor en SCFM.
Un ejemplo práctico permite visualizar el efecto. Supongamos que un compresor suministra 100 CFM, medidos a 14,2 psia y 85 °F. La temperatura absoluta real es de 545 grados Rankine. Al aplicar las relaciones, se obtiene 100 multiplicado por 0,966 y, a continuación, por 0,969, lo que da aproximadamente 93,6 SCFM. La misma máquina, en una ubicación costera a 60 °F, mostraría un valor cercano a su valor nominal de 100. La máquina no ha cambiado; lo que ha cambiado es la corrección. Cuando un cálculo debe combinar además unidades métricas e imperiales, una referencia como una Guía de conversión de unidades para compresores de aire ahorra un paso y evita que las unidades se desplacen.
Términos relacionados: ACFM, ICFM y FAD
En las fichas técnicas y los informes de pruebas aparecen otros tres términos, cada uno de los cuales responde a una pregunta diferente.
| Término | Qué significa y cuándo se utiliza |
| ACFM | Pies cúbicos reales por minuto. Caudal volumétrico en un punto determinado, a la presión y temperatura de dicho punto. Se utiliza para dimensionar tuberías, válvulas y secadores, que dependen del volumen y la velocidad. |
| ICFM | Pies cúbicos por minuto en la entrada. Caudal en la brida de admisión del compresor, corregido en función de la caída de presión y el aumento de temperatura provocados por los filtros de entrada y las tuberías. Se utiliza para comprobar si las pérdidas en la entrada están reduciendo la capacidad. |
| FAD | Caudal libre. Caudal de entrega referenciado a las condiciones de entrada, normalmente expresado en metros cúbicos por minuto o litros por segundo fuera de Norteamérica. |
| SCFM | Pies cúbicos estándar por minuto. La base normalizada que se utiliza para comparar la capacidad y la demanda estatal. |
Un resumen práctico: «SCFM» es la unidad utilizada para realizar comparaciones, «ACFM» es la unidad utilizada en la construcción y «FAD» es la unidad que se indica en los informes de ensayo. Dado que el caudal de gas subyacente es el mismo en los tres casos, las discrepancias entre ellos reflejan el estado del gas y no un defecto del compresor.
¿Cuál es un buen valor de SCFM para un compresor de aire?
No existe una cifra de SCFM que sea buena en todos los casos. Una potencia nominal solo se considera adecuada cuando supera la demanda total simultánea de todos los dispositivos conectados a continuación, con un margen deliberado para tener en cuenta las fugas, la altitud, la temperatura y el crecimiento futuro. Lo que es bueno o malo se determina desde el punto de vista de la demanda, nunca por la cifra que figura en la máquina.
Una vez conocida la demanda corregida, asignarla a un rango de capacidad resulta sencillo. Un pequeño taller que utilice una herramienta a la vez puede necesitar tan solo entre 5 y 30 SCFM. Un taller de fabricación de tamaño medio con varias máquinas funcionando simultáneamente suele necesitar entre 50 y 150 SCFM. Las plantas de procesamiento de alimentos, envasado, electrónica o corte por láser suelen necesitar a partir de 300 SCFM, donde es habitual contar con múltiples máquinas y una estrategia de carga planificada.
La cifra corregida también determina en qué banda de capacidad hay que buscar. Una instalación cuyo consumo medido se sitúe entre aproximadamente 80 y 120 SCFM suele encajar dentro de la Compresor de aire de 100-300 CFM rango una vez que se añaden el acumulador y la carga futura, mientras que un requerimiento superior a 250 SCFM apunta hacia estructuras más grandes y una filosofía de control diferente.
Adaptar el caudal en SCFM a la demanda de las herramientas y equipos neumáticos
El consumo de herramientas es el punto de partida para cualquier cálculo de la demanda, y los fabricantes lo publican de forma estandarizada por una razón.
| Herramienta o uso final | Demanda típica de SCFM y presión de funcionamiento |
| Clavadora | De 0,5 a 1,0 SCFM a una presión de entre 60 y 100 PSI |
| Clavadora de marcos | De 2,2 a 2,5 SCFM a una presión de entre 100 y 130 PSI |
| Llave de impacto de media pulgada | De 4,0 a 5,0 SCFM a una presión de entre 90 y 100 PSI |
| Amoladora angular de cuatro pulgadas | De 5,0 a 8,0 SCFM a una presión de entre 90 y 100 PSI |
| Amoladora de troqueles | De 4,5 a 6,0 SCFM a una presión de entre 70 y 90 PSI |
| Lijadora orbital neumática | De 6,0 a 9,0 SCFM a una presión de entre 90 y 100 PSI |
| Pulverizador de pintura HVLP | De 6,0 a 12,0 SCFM a una presión de entre 40 y 70 PSI |
| Arenadora | De 10 a 20 SCFM o más por encima de 100 PSI |
Hay dos reglas que permiten que el total sea realista. Suma el consumo de todas las herramientas que puedan funcionar simultáneamente de forma plausible, en lugar de todas las herramientas del inventario. A continuación, aplica un margen: aproximadamente un 25 % para herramientas intermitentes, como las clavadoras, y un 50 % o más para cargas continuas, como lijadoras, pulverizadores y equipos de chorro de arena. Al sumar a mano una larga lista de equipos es donde se cuelan los errores, que es lo que un Calculadora de CFM para compresores de aire está pensado para simplificar.
Corrección de la altitud, la temperatura y las fugas
Es raro que un compresor funcione en las condiciones que indica su placa de características, y hay tres factores propios de la instalación que reducen de forma imperceptible el caudal que llega a las herramientas.
| Factor de emplazamiento | Efecto sobre el aire suministrado y la corrección que hay que aplicar |
| Altitud | Un compresor con una capacidad nominal de 100 SCFM al nivel del mar solo proporciona aproximadamente el 83 % de su caudal másico nominal a unos 5.000 pies. Especifica una máquina de mayor tamaño o reduce la potencia nominal indicada en la placa de características en función de la relación de presión. |
| Temperatura de entrada | Cada aumento de 10 grados por encima de la temperatura de referencia reduce aproximadamente un 2 % el caudal másico suministrado. El aire de admisión frío y filtrado es una cuestión de capacidad, no solo de mantenimiento. |
| Humedad | La humedad reduce el volumen sin aportar masa de aire útil, por lo que los equipos de secado y filtración deben dimensionarse en función de la cifra corregida. |
| Fuga | Las plantas sin supervisar suelen perder entre el 20 y el 30 por ciento de su producción debido a fugas, y los sistemas con un mantenimiento deficiente, hasta un 50 por ciento. La reparación de fugas suele ser la opción más económica para aumentar la capacidad. |
Cómo leer el valor en SCFM en la placa de características de un compresor
La cifra de SCFM que figura en la placa de características solo tiene sentido si se interpreta junto con otros tres datos: las condiciones de referencia especificadas, la presión de descarga a la que se aplica dicha cifra y la potencia de entrada necesaria para alcanzarla. Si los compradores se fijan únicamente en el caudal de aire, acaban adquiriendo una máquina de capacidad insuficiente.
Una breve lista de comprobación cubre la mayor parte de los riesgos.
- Confirma las condiciones de referencia. Si el valor de SCFM se indica sin especificar la presión, la temperatura y la humedad de referencia, considera esa cifra como provisional hasta que el proveedor la confirme.
- Comprueba la presión de descarga indicada junto al valor de caudal. Los caudales nominales suelen disminuir a medida que aumenta la presión de descarga, por lo que un valor indicado para 100 PSI no dice nada sobre el rendimiento a 150 PSI.
- Compara la potencia de entrada con el caudal de aire. Dos máquinas con el mismo valor de SCFM pueden presentar diferencias sustanciales en el consumo de kilovatios, por lo que la potencia específica, expresada en kilovatios por cada 100 SCFM, es la comparación más adecuada.
- Averigua qué norma de ensayo se esconde detrás de las cifras, ya que la norma ISO 1217 y los códigos de ensayo nacionales pueden arrojar valores diferentes para una misma máquina.
- Busca una verificación independiente. En Norteamérica, el Programa de verificación del rendimiento de CAGI publica fichas técnicas de compresores rotativos y secadores por refrigeración sometidas a pruebas realizadas por terceros, lo que permite verificar las cifras publicadas, en lugar de limitarse a las declaraciones del fabricante.
- Pregunta cómo se comporta la máquina a carga parcial, ya que una unidad dimensionada al último decimal de la demanda máxima puede pasar la mayor parte de su vida útil funcionando de forma ineficiente.
Preguntas frecuentes
Las tres preguntas que figuran a continuación abordan los factores que, con mayor frecuencia, determinan si un compresor funciona según lo prometido tras su instalación: la composición del gas, el dimensionamiento de los componentes posteriores y la diferencia entre la potencia y el caudal de aire.
¿Se aplica el SCFM a otros gases distintos del aire?
El concepto se mantiene, pero las cifras no se pueden trasladar directamente. El SCFM expresa un caudal volumétrico en un estado de referencia, y la masa que representa ese caudal depende del peso molecular y de la compresibilidad del gas. Por lo tanto, un caudal de referencia de nitrógeno u oxígeno corresponde a un caudal másico diferente al que se obtiene con la misma cifra de SCFM para el aire. Dimensionar un compresor para alimentar un generador in situ implica ajustar la demanda de gas especificada por el generador a la presión requerida, en lugar de dar por sentado que la cifra correspondiente al aire se aplica sin modificaciones.
¿Se deben dimensionar las tuberías, los secadores y los receptores en SCFM o en ACFM?
Los componentes situados aguas abajo se dimensionan en función del caudal volumétrico real en su propio punto de funcionamiento, que se expresa en ACFM. El diámetro de la tubería, la velocidad del aire, el tiempo de contacto con el secador y el volumen del receptor dependen todos del espacio que ocupa el aire en el interior del sistema, y ese volumen se reduce drásticamente a medida que aumenta la presión. Expresar los requisitos de una tubería o un secador en SCFM en lugar de en ACFM puede subestimar en varios órdenes de magnitud el volumen físico que debe manejar un componente. La capacidad se compara en SCFM; los equipos se especifican en ACFM.
¿Por qué dos compresores con la misma potencia en caballos de vapor presentan valores diferentes de SCFM?
La potencia en caballos describe el motor, no el caudal de aire. El caudal que produce una máquina depende del elemento de compresión, su velocidad, la presión de descarga, el diseño del conjunto y las pérdidas del tren de transmisión, por lo que dos máquinas con la misma potencia nominal pueden presentar diferencias notables en el caudal de aire (SCFM) suministrado a la misma presión. También pueden diferir en la potencia consumida para generar ese caudal, razón por la cual la potencia específica es el parámetro más útil para comparar la eficiencia y por qué los datos de rendimiento verificados son más importantes que una cifra de potencia en caballos de vapor a simple vista.
