Tipos de compresores de aire y características
En el mercado existen varios tipos de compresores y cada una de sus características responde a las necesidades y especificaciones que las diferentes industrias requieren.
La función principal de los compresores de aire es tomar el aire del ambiente, aumentar su presión y generar una fuerza mayor de trabajo. Son una manera muy efectiva y eficiente de ahorrar costos y aumentar la productividad en las industrias, sin olvidar el mejoramiento del entorno del trabajador.
Los tipos de compresores se dividen en dos grupos: los compresores dinámicos que cumplen su función de aumentar la presión de aire atmosférico por medio de una fuerza cinética, y los compresores de desplazamiento positivo que aumenta esta presión del aire a través de una fuerza mecánica.
COMPRESORES DINÁMICOS
Este tipo de compresores de aire hacen uso de la energía cinética para lograr comprimir el aire. En pocas palabras aceleran la velocidad del aire, luego otra parte del mecanismo lo retrase así convirtiéndolo en una fuerza centrífuga en forma de presión o una fuerza de trabajo mayor.
Normalmente este tipo de compresores generan la alta velocidad del rotor a partir de otro gas caliente generado previamente en un paso atrás del proceso, complementando y cerrando el sistema.
Compresor dinámico centrífugo radial
En este tipo de compresor el aire entra a la parte central del rotor (elemento que gira en el mecanismo interno) guiado por la campana de aspiración (#1). El rotor (#2) que se encuentra girando a una alta velocidad lanza el aire sobre un difusor (#3) situado a su respaldo y es finalmente llevado al cuerpo impulsor (#4) para que luego el aire siga su proceso con una fuerza mayor de trabajo.
Compresor dinámico centrífugo axial
Este compresor trabaja con el mismo principio del radial, a diferencia que el recorrido del aire para ser comprimido es llevado al cabo de manera paralela al eje de rotación.
Tanto el tipo de compresor radial como axial son utilizados para flujos y canales de aire muy grandes, por ejemplo turbinas o funcionamiento de motores de avión, razón por la cual no es nada común encontrarlos en el mercado automotriz o de líneas de producción industriales.
COMPRESORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO
Compresor de aire de tornillo
Este compresor de aire es ideal para empresas e industrias que buscan eficiencia, calidad, productividad y costos de producción y mantenimientos bajos.
El compresor de tornillo tiene un proceso de compresión de aire continuo. Se compone de dos tornillos, macho y hembra, que rotan al mismo tiempo en sentido contrario, como lo engranajes de un reloj. El espacio que queda entre estos crea una cámara donde se realiza la compresión del aire, aumentando la presión a medida que se reduce el espacio que hay entre las dos piezas. Es un proceso lineal desde la aspiración del aire atmosférico al sistema hasta su salida con una mayor presión.
Los beneficios del compresor de tornillo son varios, se puede destacar la eficiencia del 100% del aire atmosférico aspirado en el sistema, además de ofrecer una mejor calidad de aire pues el lubricante usado en el mecanismo sella y refrigera el sistema que con la complementación de filtros de aire se lograría una calidad ideal según la industria lo requiera. También debido a que sus piezas que se encuentran rotando nunca se tocan se evita el desgaste reduciendo los periodos de tiempo y prolongando una vida útil hasta casi de 20 años.
Cabe resaltar también que la relación de costo / producción es realmente muy eficiente, como se ha mencionado, se obtiene un rendimiento del 100% del aire por costos de energía relativamente bajos.
Compresor de aire de pistón
Este tipo de compresor de aire es el más común y conocido por su relación eficiencia y rendimiento / costo relativamente bajo.
Básicamente, el proceso de compresión se lleva al cabo al interior de un cilindro, donde el aire entra a la cámara y su volumen es reducido por el ascenso del pistón para luego ser liberado con una presión muchísimo mayor, corroborando a Boyle-Mariotte y su ley de los gases. La continuidad del movimiento del pistón se debe al uso de un cigüeñal-biela.
En el proceso para el desplazamiento del pistón se requiere el uso de un aceite que lubrique el movimiento obteniendo una calidad de aire baja. Para las líneas productivas o trabajos que requieran una calidad de aire más óptima existe el compresor de pistón con membrana, en resumen, es una “tela” ubicada en la superficie del pistón que impermeabiliza el aire tomado en la cámara de compresión de los aceites y lubricantes usados en el mecanismo.
Entre beneficios y facilidades que este compresor aporta se pueden encontrar: sus bajos costos de adquisición, su facilidad de compra y mantenimiento en cuanto mano de obra. Pero este presenta un déficit en el aprovechamiento y la eficiencia del aire tomado v/s el aire comprimido pues solo obtiene un 30% en el final del proceso. Cabe resaltar que el desgaste de piezas por movimiento es muy alto por el roce del mecanismo, reduciendo su vida útil y acortando los tiempos de mantenimiento por tanto aumentado costos a mediano y largo plazo.
Compresor de aire de émbolos rotativos
Este tipo de compresor de desplazamiento positivo tiene un mecanismo supremamente fácil de entender. Se compone de dos rotores de lóbulo que normalmente tienen forma de ocho (bilobulares) o los trilobulares que son como los primeros, pero con un módulo más. Estas dos piezas giran al mismo tiempo y velocidad, pero en sentido contrario para así generar unas cámaras y desplazar el aire, donde por función de la contrapresión con la que se encuentran en la salida del equipo se realiza la compresión de aire.
Su flujo de aire es realmente mínimo en comparación a compresores de tipo pistón o tornillo que manejan un mayor. En resumen, son compresores de aire de muy baja presión que en la industria son usados como soplantes o aceleradores del aire atmosférico.
Compresor de aire de paletas
Este tipo de compresores de desplazamiento positivo consisten en la instalación de manera excéntrica (que está fuera o apartada del centro) de un rotor de paletas flotantes en el interior de una carcasa.
No nos asustemos, suena complicadísimo pero realmente es un mecanismo muy sencillo y hasta obvio. Siguiendo la imagen podemos observar que entre paleta y paleta se crean unos espacios llamados “cámaras de aire”.
La aspiración del aire inicia en el espacio más amplio de estas cámaras y a medida que va girando este espacio se va disminuyendo gracias al diseño excéntrico de las paletas y ubicación del rotor, así en el proceso el volumen del aire disminuye gradualmente, cumpliendo nuevamente la ley de Boyle-Mariotte donde a menor volumen de un gas (este caso el aire) su presión aumenta, son inversamente proporcionales. Para que finalmente en el punto de menor espacio de la cámara de aire el aire este comprimido para ser liberado.
Compresor de aire de scroll
Este tipo de compresor de desplazamiento positivo no es muy conocido en el mercado, pero es una opción en el momento de necesitar calidades de aire sin residuales de aceite. Puede ser usado en industria médica y alimentaria.
Muy bien este compresor de aire principalmente tiene dos espirales idénticas, siendo una fija (la superior) que en el centro tiene la zona de liberación del aire comprimido y la otra es orbitante (rotor) están dispuestas una frente a la otra en contacto directo.
Estas están encajadas de manera excéntrica siempre a un desfase de 180° así creando entre ellas unos espacios que también son llamadas cámaras de compresión, así cuando el proceso inicia el aire ingresa y con la orbitación de la espiral móvil este se va transportando al centro con reducción de su volumen (por la disminución del espacio entre las espirales) siendo comprimido aumentando su presión para ser liberado en la parte central.
Sin embargo, una de las desventajas de este tipo de compresor de aire, es que su poca comercialización lo hace ser una máquina complicada y compleja en el momento de sus mantenimientos.
Bombas de vacío
Este es un mecanismo diseñado no para comprimir el aire si no para extraer gases residuales de procesos donde se quiera reducir la presión interior del sistema a niveles mucho más bajos que la de la atmosférica. El funcionamiento de este tipo es el mismo que el de un compresor de pistón, tornillo o paletas. Nuevamente cabe recalcar, que, aunque el mecanismo es el mismo su finalidad no es la de comprimir para generar una fuerza mayor si no para extraer.
Ahora nos surge la duda del millón ¿CUÁL ES EL MEJOR COMPRESOR DE AIRE? Lo ideal es buscar un compresor que se ajuste a las necesidades de tu industria pensar en factores como lo es: turno de trabajo, caballos de trabajo, caudal de aire necesitado, calidad de aire y claro los temas de costo, rentabilidad y estimación a mediano y largo plazo que son esenciales en este tipo de inversiones.
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