Funcionamiento de compresor de aire industrial

La energía neumática es una de las energías más utilizadas tanto en aplicaciones industriales como domésticas. Son numerosas las funciones que tiene el aire comprimido a la hora de proveer la energía necesaria para el movimiento de mecanismos o el uso de herramientas. Y a este respecto, conocer el funcionamiento de un compresor de aire industrial ayudará en la elección del mejor equipo. Veamos cómo lo hacen los diferentes tipos de compresor existentes.

Qué es un compresor de aire industrial

Los compresores de aire industriales son máquinas que aspiran el aire ambiente, a presión atmosférica, y lo comprimen hasta lograr una presión superior. Generalmente, el fluido que comprimen es aire, pero pueden comprimir también otros gases como por ejemplo nitrógeno u oxígeno. Algunos tipos de compresores también elevan la presión de un fluido desde una presión previa superior a la atmosférica.

La energía neumática que se genera con un compresor de aire industrial se almacena habitualmente en depósitos para ser utilizada posteriormente en su descompresión en aplicaciones donde se desarrolla como otro tipo de energías.

Para qué sirven los compresores

Al elevar la presión del aire generamos energía neumática y calor. La energía neumática se transforma en otros tipos de energía ofreciendo una gran variedad de usos en entornos tanto industriales como domésticos. El calor generado en la compresión es posible recuperarlo para calefacción por aire caliente o para producir agua caliente sanitaria mediante un intercambiador de calor.

En el entorno industrial las aplicaciones del aire comprimido son múltiples y muy variadas, siendo muy habitual el uso en herramientas neumáticas y en los equipos de accionamiento y control de maquinaria. En el entorno doméstico se emplea para diferentes tareas como pintar, inflar neumáticos o con herramientas de bricolaje.

Principio de funcionamiento de un compresor de aire industrial

En el mercado existen diferentes tipos de compresores de aire industrial, con sistemas de compresión y funcionamiento distintos. A continuación, desarrollaremos algunos de ellos. Pero antes es necesario entender en qué se basan estos sistemas.

Básicamente, estos equipos absorben el aire ambiente a presión atmosférica, lo comprimen almacenándolo en un depósito o tanque, realizando un control de las presiones de trabajo mediante un transductor o un presostato, y devolviendo finalmente el aire con la presión necesaria para trabajar.

En su funcionamiento, transforman la energía eléctrica en energía mecánica. La primera se genera a través de un motor eléctrico o de combustión. La segunda se almacena en forma de aire presurizado, utilizando su energía cinética a medida que se libera el aire comprimido en su despresurización.

En el ámbito industrial se utilizan todo tipo de compresores con distintos valores de presiones y potencias, adaptados siempre a las características que requiera la aplicación.

Imágenes cedidas por Kaeser Kompressoren

Tipos de compresores y su funcionamiento

En función de la forma de funcionamiento los compresores se clasifican del siguiente modo:

  • Compresores de desplazamiento positivo: En este tipo de compresor su principio de funcionamiento se basa en realizar una disminución del volumen de aire en la cámara de compresión, generándose un incremento de la presión hasta el valor de diseño o de trabajo fijado. El aire comprimido en su salida tiende a recuperar su estado inicial a presión atmosférica, aprovechándose como fuente de energía.
  • Compresores dinámicos: En estos compresores el aumento de presión se consigue mediante la aceleración a gran velocidad del aire usando un impulsor, para posteriormente desacelerar el aire en un difusor transfiriendo la energía cinética a presión estática.

Ahora sí, veamos cuál es el funcionamiento de un compresor de aire industrial según su tipo.

Compresores de desplazamiento positivo

El funcionamiento de un compresor de aire industrial de desplazamiento positivo puede ser de una o más etapas, dependiendo de la presión de diseño máxima que se precise. La primera etapa aspira el aire a la presión atmosférica, mientras que las siguientes etapas aspiran a la presión de compresión de la etapa anterior después de haber reducido la temperatura del aire en un refrigerador intermedio.

Hay diferentes tipos de compresores de aire de desplazamiento positivo, veamos los más importantes y cuál es su funcionamiento.

Compresores reciprocantes de pistón

Es uno de los tipos de compresor más utilizado. En un compresor de pistón el aire es aspirado al interior de un cilindro para ser comprimido a continuación, trabajo ejecutado mediante el desplazamiento del pistón a lo largo del cilindro, accionado por un cigüeñal y una biela. Para un uso correcto del aire comprimido, los compresores de pistón deben incorporar un depósito acumulador posterior.

Existen múltiples clases de compresores de pistón. Pueden ser lubricados o exentos de aceite, de una, dos o más etapas, o de presión previa tipo booster.

Compresores rotativos de paletas

Este tipo de compresor rotativo realiza la compresión mediante el giro excéntrico de un rotor dentro de una cámara. El rotor dispone de ranuras donde se sujetan las paletas deslizantes, las cuales con el giro excéntrico realizan un movimiento de entrada y salida en sus ranuras. Al alejarse del centro se produce la aspiración con una gran cantidad de aire, y según se aproximan al centro, con el giro, se produce una reducción progresiva del volumen y el aire se comprime.

Los compresores rotativos de paletas son compresores lubricados de una etapa.

Compresores rotativos de tornillo

Los compresores rotativos son máquinas que producen aire comprimido por un procedimiento rotatorio y continuo, comprimiendo el aire por empuje desde la aspiración hacia la descarga. Los compresores rotativos del tipo de tornillo son compresores de desplazamiento positivo. Se componen esencialmente de un par de rotores, macho y hembra, paralelos, con lóbulos helicoidales de engranaje constante, con diferentes perfiles, que trabajan en direcciones opuestas dentro de una carcasa.

En un compresor de tornillo el aire se introduce desde la válvula de aspiración del mismo y se comprime en el air-end, cámara que forman los rotores con la carcasa que los comprende. En el air-end, el espacio por donde circula el aire se va reduciendo de forma progresiva con el giro de los rotores hasta alcanzar la presión final.

Imágenes cedidas por Kaeser Kompressoren

 

Los compresores rotativos de tornillo pueden ser lubricados o exentos de aceite, diferenciándose en el modo de lubricación. En los modelos lubricados, en la cámara se introduce aceite para sellar el espacio de compresión y minimizar pérdidas, lubricando y refrigerando los rotores para enfriar el aire comprimido. También pueden ser de una o de dos etapas.

Compresores de aire dinámicos

Los más utilizados en la industria son los compresores centrífugos también llamados turbocompresores. Estos compresores disponen para realizar la compresión de un impulsor montado en el eje para acelerar la velocidad del aire, reduciéndola posteriormente en un difusor que convierte la energía cinética en presión. La velocidad de rotación en los turbocompresores normalmente es superior a las 10.000 rpm, llegando incluso a las 80.000 rpm.

Suelen ser compresores multietapa, es decir, que constan de varios impulsores de tamaños diferentes que van aumentando la presión del aire en varias fases, hasta llegar a los niveles requeridos. Entre etapas disponen de refrigeradores de agua que reducen la temperatura de compresión del aire antes de pasar al siguiente impulsor.

Los compresores centrífugos son compresores exentos de aceite, con potencias eléctricas y caudales elevados. Se utilizan principalmente en grandes empresas del sector farmacéutico, químico o alimentario.

Ahora que ya sabes cuál es el funcionamiento de un compresor de aire industrial, puedes elegir el más adecuado para tu instalación. Para más información, no dudes en ponerte en contacto con SERVIAIRE, estaremos encantados de ofrecerte el mejor asesoramiento posible.

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