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Existen muchos tipos de compresores de aire. ¿En qué se diferencian

6 de agosto de 2024

Tiempo estimado de lectura: 6 minutos

Circula mucha información sobre los compresores de aire. Tratar de entender todos los tipos que existen puede resultar confuso, más aún, si tiene que decidir cuál es el mejor para su aplicación. Este artículo práctico lo guiará a través de cada uno de ellos y le explicará sus principales ventajas. 

¿Qué tipo de compresores existen?

Elemento clásico de un compresor exento de aceite ZT 75

Hay dos principios genéricos fundamentales para la compresión de aire o gas: compresión por desplazamiento positivo y compresión dinámica

 

Los compresores de desplazamiento positivo son los siguientes

Los compresores dinámicos, también llamados compresores centrífugos, funcionan a una presión constante, a diferencia de los de desplazamiento que funcionan con caudal, por ejemplo. 

Compresores de desplazamiento positivo

Los compresores de desplazamiento positivo tienen una cámara que permite la entrada de un volumen específico de aire o gas a presión atmosférica. Esta cámara se hace más pequeña a medida que se comprimen el aire o el gas y, al mismo tiempo, aumenta la presión. En los compresores de pistón, por ejemplo, un pistón se desplaza hacia arriba en el cilindro, reduciendo el espacio superior, lo que significa que el aire tiene que aumentar su presión para tener lugar en la cámara de compresión.

En ocasiones, los compresores de desplazamiento suelen ser denominados compresores de caudal constante ya que el compresor producirá el mismo caudal a una RPM del motor determinada, independientemente de la presión de salida.

Compresores de pistón

Los compresores de pistón pueden incorporar varias etapas de compresión para lograr la presión deseada, lo que los hace especialmente adecuados para aplicaciones de alta presión.

Tanto los lubricados como los exentos de aceite están disponibles con diseños especiales y son capaces de comprimir gases distintos del aire.

Compresores scroll

En un compresor scroll el aire queda atrapado y sellado (normalmente con aceite, aunque a veces también con agua; con revestimientos especiales de teflón o tolerancias extremadamente pequeñas) entre los perfiles macho y hembra del rotor. A medida que los rotores giran y se engranan, el aire es empujado a través de los rotores hacia un espacio cada vez más pequeño y, una vez más, la presión aumentará para permitir que el volumen de aire entregado quepa en las cavidades de la cámara de compresión.

Compresores de tornillo rotativo

Los compresores rotativos son los de paletas, tornillo, uña y paletas. En esta categoría Atlas Copco ofrece principalmente los compresores scroll SF.

En un compresor scroll, un rotor único en forma de espiral oscila contra una espiral fija similar y, a medida que estas espirales se mueven entre sí, la cavidad que atrapa el aire entre ellas se achica progresivamente. Esta disminución de volumen obliga al volumen fijo de aire de admisión a aumentar la presión.

Compresores dinámicos

Estos son un poco más emocionantes. ¡Piense en el mundo de las turbinas y los reactores! En la industria del aire comprimido no se encuentran muchos compresores radiales o axiales porque normalmente se utilizan para vuelos propulsados. Sin embargo, sí nos interesan los compresores dinámicos radiales que se denominan más comúnmente compresores centrífugos o turbocompresores. En un compresor dinámico el aumento de presión se logra acelerando el gas mediante un propulsor para luego frenar el aire rápidamente en un difusor y una voluta para transferir la energía cinética en presión.

Por lo general, los compresores centrífugos o turbocompresores se utilizan en aplicaciones químicas y petroquímicas, generación de energía, gases industriales, plantas de fabricación de acero o vidrio e incluso en fabricación de fertilizantes; de hecho, en cualquier lugar que necesite grandes volúmenes de aire.

Calidad del aire: compresores de aire exentos de aceite frente a los de inyección de aceite

Atlas Copco cuenta con una amplia gama de productos y puede satisfacer cualquier necesidad de aire comprimido. Entonces, ¿por qué no comenzamos con la calidad del aire y hablamos de compresores con inyección de aceite (lubricados) y compresores exentos de aceite (oil-free)?

 

La mayoría de los compresores de aire del mercado dependen del aceite en la cámara de compresión para la lubricación, el sellado y la refrigeración. Esto significa que parte del aceite se mezclará con el aire y las gotas microscópicas de aceite se transportarán a través de la máquina y terminarán en la red de aire y, finalmente, en el proceso o producto.

Algunas soluciones disponibles para aire exento de aceite utilizan un compresor con inyección de aceite con bancos de filtros, pero no se puede garantizar al 100% que esté libre de aceite. Si su proceso no admite ningún tipo de aceite en contacto con el producto, entonces un compresor exento de aceite es la única forma de garantizar que no haya posibilidad de contaminación por aceite. En pocas palabras, un compresor exento de aceite garantiza que no entra aceite ni grasa en la zona de compresión del compresor. El método de compresión será similar al de un lubricado, pero la tecnología oil-free está diseñada para utilizar métodos alternativos de sellado para garantizar que el aceite no pueda entrar en el espacio de compresión.

En términos de costo, los compresores exentos de aceite son, por un lado, más caros, pero sus costos de funcionamiento suelen ser más bajos en términos de consumibles, talescomo elementos filtrantes de repuesto, y por el otro, eliminan el riesgo de contaminación del producto. Atlas Copco es pionero en la tecnología de compresores exentos de aceite y también fue el primero de los principales fabricantes de compresores en cumplir la norma ISO 8573.1 de clase 0, que garantiza el aire exento de aceite.

 

Compresores de velocidad fija vs. compresores de velocidad variable

Hemos oído hablar de ello, pero ¿por qué la tecnología de accionamiento de velocidad variable (VSD) ahorra energía comparándola con la velocidad fija? En pocas palabras, ¡la clave está en el nombre! Los compresores de velocidad fija funcionan a una velocidad estable y son muy eficientes cuando lo operan a plena carga el 100% del tiempo, cuando el motor está en marcha y se produce aire comprimido. La ineficiencia se produce cuando la unidad se descarga y deja de producir aire. Aunque eventualmente el compresor se detendrá, pasa parte del tiempo girando el motor y usando energía mientras en realidad no produce nada y, por lo tanto, desperdicia energía.

Un VSD o, para ser precisos, la unidad de accionamiento de velocidad variable, hace girar el motor en relación con la cantidad de aire requerida: si la demanda aumenta, el motor acelera, si la demanda disminuye, el motor se ralentiza y utiliza solo la energía requerida para producir el aire requerido, por lo tanto, no se desperdicia energía. De hecho, un VSD puede reducir el consumo de energía hasta en un 35%, o incluso un 50%, dependiendo de la tecnología VSD.

Por lo tanto, definitivamente vale la pena realizar una auditoría de uso de aire para ver si su consumo de energía podría reducirse mediante el uso de un compresor VSD. Eche un vistazo a la comparación más detallada de la tecnología de aire comprimido de velocidad fija frente a la de velocidad variable.

Al fin y al cabo, en el mercado se necesita una combinación de ambas tecnologías dependiendo de los requisitos de aire de cada aplicación. Esperamos que este breve resumen le ofrezca algunas ideas sobre los distintos tipos de compresores que existen para un proceso que a menudo se pasa por alto, pero del que se depende en gran medida en la fabricación. Obtenga ayuda para elegir su compresor.

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