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Artículo técnico: ‘Compresores de aire comprimido’

Por Ruta 401

El compresor de aire es uno de los componentes integrados en una red neumática destinada a suministrar aire comprimido a diferentes herramientas para que estas puedan funcionar. Para ello, aspiran el aire atmosférico y lo tratan de una forma específica en su interior con el objetivo de que a su salida actúe como fuente de energía.

Además, posteriormente a este proceso, el aire es enfriado para que ocupe menos volumen antes de ser almacenado en el calderín o tanque. Con ello, se aumenta la capacidad de suministro de la red neumática incrementando su eficiencia.

F1 compresores

La instalación o utilización de un compresor de aire elimina la necesidad de disponer de suministro eléctrico para hacer funcionar las máquinas. Además, las herramientas neumáticas son herramientas más duraderas, menos sensibles a la humedad y preparadas para trabajos propios del sector del automóvil como la aplicación de pinturas, el lijado de superficies, el soplado de las carrocerías, o el accionamiento de multitud de herramientas utilizadas en carrocería y en mecánica.    

Clasificación general de los compresores de aire

Según la forma en que los compresores tratan el aire aspirado, se clasifican del siguiente modo:

  • Compresores de desplazamiento positivo. Estos compresores de aire comprimen el aire en su interior para que, a su salida, la tendencia del aire a retornar a su estado inicial de presión atmosférica sea aprovechada como fuente de energía. Este es el principio de funcionamiento de los compresores de aire más utilizados.
  • Compresores dinámicos. En este caso, el aire es aspirado para que, una vez dentro del compresor, sea acelerado a gran velocidad y la energía cinética obtenida sea transformada en presión estática de salida que es utilizada como fuente de energía para hacer funcionar las herramientas.

En ambos conjuntos de compresores, existen distintos tipos de compresores con una estructura interna determinada que se encarga de efectuar el aspirado de aire, su tratamiento y compresión, y su liberación.

Tipos de compresores de aire

La variedad de compresores de aire comprimido en el mercado es muy elevada como consecuencia de que son equipos que presentan un principio de funcionamiento y unas características específicas que, según cuales sean, determinan sus aplicaciones y usos concretos.

Los compresores de desplazamiento positivo más comunes son los siguientes:

  • Los de pistón con o sin lubricación
  • Los de tornillo con o sin lubricación

Otros compresores que se enmarcan dentro de este grupo son los compresores de paletas, de velocidad variable, de media o alta presión, de tipo scroll o los generadores de nitrógeno, entre otros.  

Por el contrario, los compresores dinámicos más empleados se dividen en los de tecnología centrífuga radial, y los centrífugos axiales.

De todas estos tipos de compresores, a continuación se analizan los de pistón y los de tornillo por ser los más empleados en el sector del automóvil.

1. Compresores de pistón

Este tipo de compresor es uno de los más utilizados en el sector industrial en empresas con consumos de aire comprimido moderados o medios, como pueden ser los talleres de mecánica o incluso en talleres de carrocería y pintura con pocos trabajadores. También, muchos de los compresores comercializados para uso doméstico presentan esta tecnología.

F2 compresores

La constitución interna de estos compresores es similar a la de los motores térmicos empleados en los vehículos actuales. Así pues, el aire aspirado es dirigido, a través de una válvula de admisión, hacia el interior de un cilindro en el cual hay un pistón. Este pistón está anexado (a través de un bulón) a la biela, la cual, a su vez, queda unida a un cigüeñal, de modo que el giro del cigüeñal desplaza la biela posibilitando que el pistón suba o baje dentro del cilindro.

El ciclo completo de compresión del aire se divide en las siguientes cuatro fases:

  1. Preparación para el aspirado de aire que se encuentra a presión atmosférica. El pistón sube hasta el punto muerto superior.
  2. Aspiración del aire. Se abre la válvula de admisión y el pistón empieza a descender generando la succión del aire.
  3. Llenado del cilindro. El pistón sigue descendiendo hasta llegar al punto muerto inferior, momento en el cual el cilindro está lleno de aire y se cierra la válvula de admisión.
  4. Compresión del aire y liberación del aire comprimido. Con las válvulas cerradas, el pistón empieza a ascender comprimiendo el aire, hasta el momento en el cual se abre la válvula de escape para expulsar el aire comprimido que actuará como fuente de energía.   

La principal ventaja de estos compresores es su menor coste y la gran variedad de los mismos que se comercializan, tanto para uso industrial como doméstico. En cambio, su eficiencia es menor y tiene una mayor tendencia a sobrecalentarse con el trabajo prolongado, lo que puede provocar dilatación o gripados en sus componentes internos, especialmente si no se lleva un mantenimiento preventivo y correctivo acorde a las indicaciones del fabricante.   

2. Compresores de tornillo

Los compresores de tornillo, o conocidos también como helicoidales, son equipos de uso exclusivo industrial. Están indicados para abastecer a empresas de mayor tamaño en las que los consumos de aire son mayores, con lo cual son la opción más recomendable para talleres de chapa y pintura. Además, son más eficientes y más silenciosos. Su principal inconveniente es su coste.


El mecanismo interno de este compresor está compuesto por una entrada de aire, dos tornillos sinfín o rotores helicoidales que engranan entre sí y giran dentro de una carcasa en sentido opuesto, y una salida del aire comprimido. Los tornillos son movidos a través de un motor eléctrico.

La compresión de aire en este caso se efectúa en tres fases:

  1. Aspiración del aire. El aire del exterior que se encuentra a presión atmosférica entra por el lado de aspiración y se empieza a introducir en las cámaras existentes entre las helicoides de los tornillos sinfín.
  2. Compresión del aire. El aire va avanzando a través de las cámaras y se va comprimiendo a medida que el volumen de dichas cámaras se va reduciendo.
  3. Liberación del aire comprimido. Finalmente, cuando el aire llega a las últimas cámaras está comprimido y preparado para ser expulsado por el lado de presión y ser utilizado como fuente de energía.

Criterios básicos para la elección del compresor de aire

Los criterios básicos para determinar el compresor que más se ajusta a unas necesidades concretas pasan por valorar el tipo de trabajo y uso que se le va a dar. En primer lugar hay que determinar si el uso que se la va a dar es doméstico y, por ello, ocasional, o industrial y frecuente.

Una vez se tiene claro este aspecto, hay que valorar las características técnicas del compresor, de forma que para usos domésticos las prestaciones pueden ser inferiores, mientras que al acercarse a aplicaciones industriales deben incrementarse y ser acordes a la actividad concreta desempeñada y el consumo de aire que presenten las herramientas utilizadas.

Dentro de las características técnicas a valorar, los aspectos que se deben ponderar y que están relacionados entre sí son los siguientes:

  • El caudal de aire que es capaz de suministrar, medido generalmente en litros minuto (l/min o l/1’), aunque también en pies cúbico por minuto (PCM O CFM) o  m3/min.  
  • La presión de aire que es capaz de aportar, medida en bar o Psi (libras por pulgada cuadrada).
  • La potencia que posee, representada en caballos de fuerza (HP), en caballos de vapor (CV) o en kilovatios (KW).
  • La capacidad de almacenamiento del calderín o tanque, calculada en litros que puede almacenar.
  • El tipo de arranque que presenta, pudiendo ser de arranque directo o de tipo estrella triángulo. Este último tipo de arranque es el más recomendable porque reduce los picos de intensidad propios de los motores al iniciar su funcionamiento y, por tanto, los elevados consumos eléctricos en esta fase. Para ello, esta tecnología posibilita un arranque inicial con un menor voltaje (estrella), para que, una vez ha adquirido ciertas revoluciones, el voltaje ofrecido se incremente hasta llegar a su valor nominal de funcionamiento (triángulo).

En el siguiente enlace se puede ver una explicación detallada de estas características, así como ejemplos concretos de aplicaciones y criterios de elección.

Conclusión

La variedad de compresores en el mercado es muy amplia y aunque todos ellos comparten función y características técnicas similares, es muy importante prestar atención a las ventajas e inconvenientes de cada uno de ellos, así como a las prestaciones reales que ofrecen. Solo de esta forma la elección del compresor se ajustará a las necesidades del taller y del trabajo realizado.  

 

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Categorias: Herramientas, Carrocería y parabrisas, Mecánica