¿Qué es el aire comprimido?
Entiéndase por aire comprimido al aire compactado por medios mecánicos, confinado en un reservorio a una determinada presión.
Distintos a los líquidos que son virtualmente incompresibles, el aire es fácilmente compresible y puede almacenarse en grandes cantidades en recipientes relativamente pequeños. Mientras más se comprima el aire, mayor es su presión. Mientras más alta sea la presión en su recipiente, mayor tiene que ser la resistencia del recipiente. En los sistemas de aire comprimido, el aire aspirado por el compresor entra a la presión y temperatura ambiente, con su consiguiente humedad relativa. Entonces se le comprime a una presión mas elevada, lo que produce un calentamiento del aire al grado que toda su humedad pasará por el compresor al ser aspirado. Este aire, ahora comprimido, al ir enfriándose en el depósito y tuberías de distribución hasta igualar la temperatura ambiente, condensará parte de su humedad en forma de gotas de agua.
Compresores.
Los compresores son máquinas destinadas a elevar la presión de un cierto volumen de aire, admitido en condiciones atmosféricas hasta una determinada presión exigida en la ejecución de los trabajos realizados por el aire comprimido.
Principios de Trabajo.
Son dos las clasificaciones fundamentales según los principios de trabajo.
Desplazamiento Positivo:
Se basa fundamentalmente en la reducción de volumen. El aire es admitido en una cámara aislada del medio exterior, donde su volumen es gradualmente disminuido, produciéndose una compresión.
Cuando una cierta presión es alcanzada, provoca una apertura de las válvulas de descarga, o simplemente el aire es empujado hacia el tubo de descarga durante una continua disminución del volumen en la cámara de compresión.
Desplazamiento Dinámico:
La elevación de presión es obtenida por medio de conversión de energía cinética en energía de presión, durante su paso a través del compresor.
El aire admitido es colocado en contacto con los impulsores dotados de alta velocidad. Este aire es acelerado, alcanzando velocidades elevadas y consecuentemente los impulsores transmiten energía cinética al aire. Posteriormente, su salida es retardada por medio de difusores, obligando a una elevación de presión.
Al igual que las bombas, los compresores también desplazan fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de trabajo es compresible, sufre un cambio apreciable de densidad y generalmente también de temperatura, a diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales impulsan fluidos, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.
Compresor de pistón.
Es en esencia una máquina con un mecanismo pistón-biela-cigüeñal. Todos los compresores se accionan por alguna fuente de movimiento externa. Lo común es que estas fuentes de movimiento sean motores, tanto de combustión como eléctricos. En este caso, cuando el cigüeñal gira, el pistón desciende y crea vacío en la cámara superior, este vacío actúa sobre la válvula de admisión (izquierda), se vence la fuerza ejercida por un resorte que la mantiene apretada a su asiento, y se abre el paso del aire desde el exterior para llenar el cilindro. El propio vacío, mantiene cerrada la válvula de salida (derecha).
Durante la carrera de descenso, como puede verse en el esquema (lado izquierdo) todo el cilindro se llena de aire a una presión cercana a la presión exterior. Luego, cuando el pistón comienza a subir, la válvula de admisión se cierra, la presión interior comienza a subir y esta vence la fuerza del muelle de recuperación de la válvula de escape o salida (esquema lado derecho), con lo que el aire es obligado a salir del cilindro a una presión algo superior a la que existe en el conducto de salida. Observe que el cuerpo del cilindro está dotado de aletas, estas aletas, aumentan la superficie de disipación de calor para mejorar la transferencia del calor generado durante la compresión al exterior.
Excepto en casos especiales, en el cuerpo del compresor hay aceite para lubricar las partes en rozamiento, así como aumentar el sellaje de los anillos del pistón con el cilindro.
Compresor de tornillo.
Aún más simple que el compresor de émbolo, el compresor de tornillo también es impulsado por motores (eléctricos, diésel, etc.). La diferencia principal radica que el compresor de tornillo utiliza dos tornillos largos para comprimir el aire dentro de una cámara larga. Para evitar el daño de los mismos tornillos, aceite es insertado para mantener todo el sistema lubricado. El aceite es mezclado con el aire en la entrada de la cámara y es transportado al espacio entre los dos tornillos giratorios. Al salir de la cámara, el aire y el aceite pasan a través de un largo separador de aceite donde el aire ya pasa listo a través de un pequeño orificio filtrador. El aceite es enfriado y reutilizado mientras que el aire va al tanque de reserva para ser utilizado en su trabajo.
Recuerde que…
El aire comprimido tal como sale del depósito del compresor no es apto para ser utilizado en equipos neumáticos, debiéndose tratar previamente.
¿Cuáles son los aspectos significativos en la selección de un compresor?
- Caudal de desplazamiento dado generalmente en pies cúbicos por minuto (CFM).
- Nivel de presión de funcionamiento del compresor.
- Elevación de la instalación (altitud).
- Agua / aire de enfriamiento disponible.
- Tipo de impulsión (eléctrica, turbina, motores).
- Condiciones atmosféricas (corrosivas, polvorientas, húmedas).
- Condiciones de descargas (sin aceite, refrigerada, seca).
- Accesorios – controles de arranques y capacidad, filtros, controles de seguridad.
¿Cuáles son las funciones principales del depósito o acumulador?
- Obtener una considerable acumulación de energía, para afrontar picos de consumo que superen la capacidad del compresor.
- Contribuir al enfriamiento del aire comprimido y la disminución de su velocidad, actuando así como separador de condensado y aceite proveniente del compresor.
- Amortiguar las pulsaciones originadas en los compresores, sobre todo en los alternativos.
- Permitir la regulación del compresor compensando las diferencias entre el caudal generado y el consumido, los cuales normalmente son diferentes.
Su capacidad dependerá de…
- Las características de la demanda del aire en la red. Esta puede ser constante, intermitente o instantánea.
- Del modo de funcionamiento del equipo (carga-descarga o modulación)
- De la amplitud del rango de presiones, dentro del cual regula el compresor.
Los accesorios mínimos que deberán incluir son:
- Válvulas de seguridad.
- Manómetro
- Válvula de purga.
Nunca instale válvulas de bloqueo entre el depósito y la válvula de seguridad, pues no es permitido por normativas de seguridad. En los tamaños de tanque pequeños, la inspección se realizará por medio de una compuerta bridada de 100 a 150 mm de diámetro, en los tamaños de tanque mayores estas compuertas serán del tipo “entrada de hombre” (460 a 508mm).
Permitanos ayudarle a realizar la selección adecuada de sus equipos…
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