Hace unos 30 años, cuando me veía con mi amigo Ciro para tomar un café, era habitual que me intentara convencer de las ventajas de los compresores alternativos de pistón frente a los compresores rotativos de tornillo. Él era delegado en Madrid de un importante fabricante del norte de España de compresores de pistón, y yo entonces comenzaba a intentar vender compresores de tornillo de un fabricante internacional. Aquí voy a intentar explicaros las diferencias entre los compresores de tornillo y compresores de pistón.
Del pistón al compresor de tornillo
En aquellos años, todos los fabricantes españoles se dedicaban aún a fabricar compresores de pistón con cabezales de hierro fundido, mientras que los principales fabricantes de Europa y América empezaban a imponer en el mercado como mejor solución la de los compresores de tornillo. Desde entonces, el mundo del compresor ha sufrido un cambio continuo e imparable, desplazando y ganando la batalla el compresor de tornillo al compresor de pistón.
Hoy en día, cuando una empresa solicita la oferta de un compresor para una presión de trabajo entre 6 y 13 bar, y con una potencia superior a 5,5 kW, es seguro que todos los vendedores le ofrecerán un compresor rotativo de tornillo. Tan sólo cuando hablamos de presiones superiores a 15 bar, compresores especiales para gases, o compresores de pequeñas potencias y bricolaje, estaremos refiriéndonos a compresores de pistón.
Además, en los compresores de pistón de pequeñas potencias el aluminio ha sustituido al hierro en la construcción de los cabezales en casi la totalidad de modelos y fabricantes. Como es obvio, por razones económicas y de mercado.
Pero tenemos que preguntarnos ¿cuál es el motivo por el que todos los fabricantes fueron eliminando de su catálogo los compresores de pistón y sustituyéndolos por compresores de tornillo?. Para poder valorar las diferencias entre un compresor de tornillo y un compresor de pistón debemos considerar sus formas de compresión, rendimientos y eficiencia, ciclos de trabajo, calidades del aire y mantenimientos.
Diferencias entre compresores de pistón y de tornillo
Forma de compresión
La primera gran diferencia entre los compresores de tornillo y los de pistón es su forma de compresión. Mientras que en los primeros se realiza por el giro de dos rotores helicoidales, macho y hembra, que generan un flujo continuo de aire comprimido listo para su uso, en los compresores de pistón la compresión se realiza mediante el movimiento alternativo del pistón dentro del cilindro, suministrando el aire en pulsaciones y siendo necesario un depósito acumulador posterior.
Desgaste
Además, en un compresor de pistón se produce el desgaste de sus piezas debido al roce de los elementos de compresión que componen el cabezal, cilindros, segmentos, bielas, …, lo que implica una reducción progresiva del rendimiento del compresor. En los compresores de tornillo no se produce desgaste ya que los rotores no se tocan entre sí, ni con la carcasa, actuando el aceite como un sello sin desgaste. El consumo específico es mejor en los compresores de tornillo, del orden de un 10% a un 18%, e incluso como antes se indicaba y debido al desgaste, el rendimiento de un compresor de pistón va disminuyendo conforme avanza su tiempo de uso.
Caudal Efectivo del aire
El caudal efectivo de aire de un compresor de pistón nuevo es del 70% al 75% del caudal de aire de aspiración, ya que se producen pérdidas por fugas, por calentamiento de entrada de aire, por la pérdida de presión al final de la entrada y por los volúmenes no útiles de la compresión. En un compresor de tornillo la pérdida de aire respecto al aire aspirado es tan sólo del orden de un 2%.
Ruido y vibración
Los compresores de pistón son mucho más ruidosos que los compresores de tornillo. En los primeros lo habitual es que su nivel sonoro esté entre 78 y 95 dB(A), mientras que en los de tornillo su nivel sonoro se encuentra entre 65 y 76 dB(A). A diferencia de los compresores de tornillo, los compresores de pistón también generan vibraciones, lo que unido al ruido obliga a aislarlos para su instalación.
Ciclos de trabajo
Si se necesita un suministro constante de aire comprimido con calidad, el compresor de tornillo puede trabajar con ciclos de trabajo de 100%. Los compresores de pistón necesitan trabajar con ciclos más cortos (60% a 70%) para evitar sobrecalentamientos y un excesivo desgaste interno, por lo que se deben dimensionar para que tengan tiempos de descanso. En algunos modelos de compresores de pistón de potencias superiores, éstos pueden disponer de sistemas de refrigeración por agua que permiten ciclos de trabajo mayores.
Pureza del aire
En los compresores de pistón se produce un mayor arrastre de aceite junto con el aire comprimido. En los compresores de tornillo el aceite recircula en un circuito cerrado con su refrigerador, filtro y filtro separador, lo que asegura que el aire comprimido no contenga a la salida del compresor más de 3 mg/m3 de aceite. En los compresores de pistón el aceite arrastrado tiene un valor como mínimo de 10 mg/m3, pero con el uso según se van gastando los segmentos este valor va aumentando.
Temperatura interna
Los compresores de pistón tienen unas temperaturas internas de trabajo entre 140ºC y 200ºC, mientras que en los compresores de tornillo su temperatura oscila entre los 70ºC y los 110ºC, lo que hace que el rendimiento de estos últimos sea más estable. Debido a esta elevada temperatura de compresión, en los compresores de pistón el punto de rocío del aire es superior, transporta una mayor cantidad de agua y empeora el funcionamiento de los secadores frigoríficos si no se instala un refrigerador posterior que reduzca la temperatura del aire y elimine parte de la humedad del aire comprimido.
Temperatura de salida
La temperatura de salida del aire comprimido es mucho menor en un compresor de tornillo, ya que éstos cuentan con un refrigerador posterior integrado. En función de como esté dimensionado el refrigerador, la temperatura de salida será entre 5ºC y 15ºC superior a la temperatura ambiente. En los compresores de pistón la temperatura de salida del aire comprimido será como mínimo 40ºC superior a la temperatura ambiente, por lo que deben disponer de un refrigerador posterior adicional previo al tratamiento del aire comprimido si queremos un funcionamiento correcto del sistema de aire comprimido.
Mantenimientos
En un compresor de pistón los mantenimientos esenciales son más económicos que los de un compresor de tornillo, pero cuando en un compresor de pistón se realizan los mantenimientos de reconstrucción del cabezal para reparar los desgastes de piezas e intentar asegurar el rendimiento del compresor, se iguala el coste total del mantenimiento a lo largo de la vida del compresor de pistón con el coste de mantenimiento de un compresor de tornillo.
Si tiene alguna duda sobre las diferencias entre compresor de tornillo y pistón, o necesita consejo para seleccionar el tipo de compresor más adecuado para su instalación, no dude en ponerse en contacto con SERVIAIRE.
