Compresor de aire.

Selección del Compresor de Aire Adecuado

Casi todos los contratistas profesionales utilizan un compresor de aire. Naturalmente, no está limitado solo al ámbito de la construcción. Diversas industrias, como la automotriz, la carpintería, la aviación, la marina y muchas otras, dependen de los compresores para operar herramientas neumáticas. Cuando reunimos a nuestro equipo para determinar el compresor de aire óptimo, se desató una apasionada discusión sobre marcas, tipos, costos y varios otros factores.

Habiendo determinado la necesidad de aire comprimido en su proyecto actual, también ha logrado identificar el volumen necesario de aire, el medio por el cual el compresor será impulsado y el motor que servirá como fuente de energía. Ahora, la tarea es seleccionar el compresor de aire más adecuado para sus necesidades específicas.

Compresores de Aire para Su Aplicación en Motores Industriales: Explorando las Tres Variedades

En aplicaciones industriales móviles, se pueden encontrar tres tipos de compresores de aire prevalentes:

1. Compresores Reciprocantes o de Pistón
2. Compresores de Tornillo Rotatorio
3. Compresores de Álabes Rotatorios

Cada uno de estos tipos de compresores de aire posee ventajas y desafíos distintos, los cuales detallaremos a fondo en este artículo.

Compresores de Pistón

Los compresores de pistón son los compresores de aire más comunes en aplicaciones móviles y son el tipo con el que la mayoría de las personas está familiarizada. Numerosos fabricantes y proveedores en todo el mundo ofrecen una amplia gama de opciones.

Ventajas:

• Bajo costo inicial
• Facilidad de servicio y reconstrucción

Entre los tres tipos de compresores, los compresores reciprocantes generalmente tienen el precio de compra inicial más bajo y son adecuados para operaciones con ciclos de trabajo bajos. A diferencia de muchos compresores de álabes y tornillo, la mayoría de los compresores reciprocantes pueden ser atendidos o reconstruidos en el campo utilizando herramientas manuales básicas.

Desafíos:

• Voluminosos y pesados
• Abundancia de componentes móviles y desgastables
• Temperaturas de aire más altas
• Pulsación excesiva
• Requiere un tanque de almacenamiento de aire

En comparación con los compresores de igual pies cúbicos por minuto (CFM), los compresores reciprocantes suelen ser de mayores dimensiones y peso. Incorporan una multitud de piezas móviles y, al igual que los compresores de álabes, tienden a tener niveles crecientes de arrastre de aceite. Debido a la forma en que los compresores reciprocantes generan aire comprimido, se requieren medidas adicionales para mitigar las temperaturas del aire y la pulsación antes de que el aire comprimido llegue a sus herramientas y equipos. Además, el uso de un tanque de almacenamiento de aire dedicado es imperativo cuando se utiliza un compresor de aire reciprocante, lo que requiere espacio adicional.

Compresores de Tornillo

Históricamente, los compresores de tornillo se utilizaban principalmente en entornos estacionarios y no se empleaban extensamente en aplicaciones móviles. ¡Sin embargo, las cosas han cambiado! Los compresores de tornillo se han vuelto más asequibles, y sus ventajas son cada vez más reconocidas en diversas industrias. Hoy en día, los compresores de aire de tornillo se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones industriales, con numerosas empresas en todo el mundo.

Ventajas:

• Capacidad de operación continua
• Alta capacidad de entrega de aire
• Dimensiones compactas
• No requiere tanque de almacenamiento de aire
• Componentes desgastables mínimos
• Mantenimiento fácil

Desafíos:

• Mayor inversión inicial
• Requiere mantenimiento regular

En comparación con otros tipos de compresores, los compresores de tornillo generalmente requieren una mayor inversión inicial, pero tienen una vida útil más larga debido a la presencia de menos piezas desgastables. La mayoría de los compresores de tornillo utilizados en aplicaciones móviles son inyectados con aceite, lo que significa que poseen un circuito de lubricación dedicado. En consecuencia, el aceite utilizado es específico para el compresor, y el sistema requiere mantenimiento regular.

Compresores de Álabes

Los compresores de álabes son los menos comunes entre los tres tipos de compresores encontrados en aplicaciones móviles. Hay menos fabricantes de compresores de álabes en comparación con los de pistón, y encontrar piezas de repuesto puede ser más difícil.

Ventajas:

• Menor cantidad de componentes móviles
• Tamaño compacto
• Capacidad de operación continua
• Pulsación mínima
• Bajo costo inicial

Al igual que los compresores de tornillo rotatorio, los compresores de aire de álabes tienen menos piezas móviles en comparación con las opciones de pistón. Los compresores de álabes tienen dimensiones compactas en comparación con los compresores de pistón y de tornillo rotatorio de igual capacidad en CFM. Están diseñados para servicio continuo y proporcionan un flujo de aire relativamente libre de pulsaciones para sus herramientas o equipos. Además, los compresores de álabes generalmente tienen un costo inicial de compra más bajo.

Desafíos:

• Escasa disponibilidad de piezas de repuesto
• Acceso limitado a soporte técnico
• Reconstrucciones costosas

Al igual que otros compresores con componentes desgastables, la cantidad de arrastre de aceite aumenta con el uso prolongado. Para evitar esto, se requiere una reconstrucción completa, lo cual puede ser una tarea costosa. Además, encontrar piezas de repuesto y obtener soporte adecuado puede resultar un desafío.

Al tomar una decisión sobre el compresor más adecuado para su aplicación móvil, existen diversos aspectos a considerar. El costo inicial de compra, la facilidad y el costo del mantenimiento, las dimensiones, la disponibilidad, la capacidad de flujo de aire y la durabilidad son factores cruciales en la determinación de su satisfacción general con el compresor elegido. Ser consciente de qué compresor se alinea con sus necesidades es un paso vital para concluir su sistema de compresores industriales.

Compresor de aire.

¿Qué es un compresor neumático?

Un compresor neumático, también conocido como compresor de aire, es un dispositivo utilizado para comprimir y almacenar aire a presión. Comúnmente, consta de:

• Un motor eléctrico o de combustión interna (gasolina o diésel)
• Un sistema de compresión
• Un tanque de almacenamiento de aire

En términos generales, un compresor de aire convierte energía eléctrica en energía cinética mediante la compresión de aire. Cuando el aire comprimido se libera, proporciona una gran cantidad de energía cinética, la cual puede aprovecharse para diversas aplicaciones, como:

• Operar herramientas neumáticas (pistolas de impacto, llaves de torsión, martillos neumáticos, entre otros).
• Inflar neumáticos y juguetes inflables.
• Sistemas de pintura y limpieza a presión.

Funcionamiento del Compresor Neumático

Fig: Compresores neumáticos

Un compresor neumático funciona en dos fases principales:

1. Compresión del aire: El compresor absorbe aire y lo presuriza dentro de un tanque.
2. Escape o descompresión: El aire comprimido se libera gradualmente hacia el sistema para su uso.

Los compresores pueden incorporar un interruptor de presión, que detiene el motor cuando se alcanza la presión deseada en el tanque. Esto previene sobrepresurización y posibles fallas por exceso de presión.

Los compresores varían en tamaño y capacidad, desde modelos pequeños para uso doméstico hasta grandes unidades industriales diseñadas para una producción masiva de aire comprimido.

Figura : Compresor de aire "dúplex" con montaje sobre tanque

Figura : Compresor con montaje sobre base

Tipos de Compresores Neumáticos

1. Compresores de Desplazamiento Positivo

Estos compresores funcionan reduciendo el volumen de una cámara para aumentar la presión del aire. Se utilizan en aplicaciones desde pequeñas herramientas neumáticas hasta sistemas industriales.

• Compresores alternativos de pistón:

  • Funcionan mediante un pistón y un cilindro, similar a un motor de combustión interna.
  • Son ideales para aplicaciones de baja y media presión.

• Compresores rotativos de tornillo:

  • Utilizan tornillos helicoidales que comprimen el aire a medida que giran.
  • Son ideales para aplicaciones industriales de alto rendimiento.

• Compresores de paletas rotativas:

  • Cuentan con un rotor ranurado dentro de un estator.
  • Producen un flujo de aire continuo y estable.

• Compresores de doble etapa:

  • Incorporan dos cilindros que comprimen el aire en dos etapas para alcanzar presiones más altas.
  • Se utilizan en sistemas donde se requiere un mayor tiempo de operación y más potencia.

Estos compresores funcionan mediante compresión dinámica del aire, en lugar de la reducción del volumen de una cámara.

• Compresores centrífugos:
  • Utilizan un impulsor para acelerar el aire y un difusor para convertir la velocidad en presión.
  • Se emplean en aplicaciones de alta capacidad y flujo continuo.

Para elegir un compresor adecuado, es fundamental considerar:

1. Consumo de aire del sistema

   • Se mide en SCFM (Standard Cubic Feet per Minute - Pies cúbicos estándar por minuto).
   • Un compresor debe seleccionarse para operar entre el 33% y el 50% del tiempo total.

2. Presión de trabajo

   • Se mide en PSI (libras por pulgada cuadrada).
   • Aplicaciones industriales suelen requerir 80-120 PSI.

3. Ubicación y condiciones ambientales

   • Altitud: A mayor altura sobre el nivel del mar, menor será la eficiencia del compresor.
   • Temperatura y humedad: Factores clave en la selección del compresor y su sistema de secado.

4. Capacidad del tanque de almacenamiento

   • Se mide en galones o metros cúbicos.
   • Debe ser lo suficientemente grande para estabilizar picos de demanda de aire comprimido.

La fórmula para el dimensionado del tanque del compresor es :

El tiempo apagado en minutos se determina como :

Cálculo del Consumo de Aire

Para calcular la capacidad requerida de un compresor, se pueden utilizar:

1. Consumo total de herramientas y dispositivos
2. Método de unidades de aire equivalente
   • Un controlador de tipo relé usa 0.008 SCFM como base.
   • Cada dispositivo se clasifica en unidades de aire consumido.

Ejemplo de cálculo:

• Si un sistema requiere 1.096 SCFM, se puede dimensionar:
  • A 50% de uso: 1.096×2=2.1921.096 \times 2 = 2.192 SCFM.
  • A 33% de uso: 1.096×3=3.2881.096 \times 3 = 3.288 SCFM.

Se debe aplicar un factor de compensación por altitud si el compresor operará a más de 2,000 pies sobre el nivel del mar.

Los compresores pueden ser montados sobre tanque o sobre base.

• Incluyen interruptor de presión, válvula de seguridad y manómetro.
• Se utilizan en aplicaciones donde se requiere almacenamiento de aire comprimido.

• No incluyen tanque de almacenamiento.
• Se usan en sistemas donde el aire se suministra de manera continua.

• Monofásicos (hasta 3 HP).
• Trifásicos (para aplicaciones industriales).
• Simplex (un motor y un compresor).
• Dúplex (dos motores y dos compresores, alternados para mayor vida útil).

• Arranque automático y alternador para unidades dúplex.
• Evitan el desgaste prematuro del sistema.

• Válvulas de drenaje manual o automáticas electrónicas.
• Eliminan la acumulación de condensación en el tanque.

• Mantienen la presión estable en el sistema.

• Eliminan la humedad en el aire comprimido.
• Esenciales en sistemas de alta precisión y neumática industrial.

• Amortiguadores y resortes de aislamiento reducen ruido y vibraciones.

Términos destacados :

Los compresores de aire son el corazón de los sistemas neumáticos y su correcta selección impacta directamente en el rendimiento y eficiencia del sistema.

Para elegir el compresor adecuado, es esencial considerar:

• Consumo de aire (SCFM)
• Presión de trabajo (PSI)
• Capacidad del tanque de almacenamiento
• Condiciones ambientales y altitud
• Tipo de motor y configuración del compresor

Un dimensionamiento preciso y el uso de accesorios adecuados garantizarán una operación eficiente y segura en cualquier aplicación industrial o comercial.