COMPRESORES

Un compresor es una máquina de fluido que está construida para aumentar la presión y desplazar cierto tipo de fluidos llamados compresibles, tal como lo son los gases y los vapores. Esto se realiza a través de un intercambio de energía entre la máquina y el fluido en el cual el trabajo ejercido por el compresor es transferido a la sustancia que pasa por él convirtiéndose en energía de flujo, aumentando su presión y energía cinética impulsándola a fluir.

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 compresibles, pero no aumentan su presión, densidad o temperatura de manera considerable.

TIPOS DE COMPRESORES

Los compresores que se fabrican hoy día se dividen en dos grandes grupos, atendiendo a su principio de funcionamiento: los de flujo continuo o aerodinámicos y los de desplazamiento positivo o volumétricos. Ver figura.

Los compresores de flujo continuo o aerodinámicos: están basados en la cantidad de movimiento, donde gracias a la fuerza recibida del motor de arrastre se aumenta la velocidad del fluido, para posteriormente transformarla en presión.

Los compresores aerodinámicos disponen de un órgano fundamental denominado rodete, que gira sobre su eje, donde se produce la transformación de la energía mecánica, que recibe del motor de arrastre, en energía de fluido.

Los compresores de desplazamiento positivo o volumétricos: aumentan la presión del gas gracias a la reducción de su volumen, transmitiendo esta presión íntegramente a todo el fluido situado aguas abajo.

Estos compresores disponen de un elemento denominado desplazador, que atrapa el gas mediante la creación de una succión, reduce su volumen, y lo desplaza hacia la salida donde existe una presión superior.

Los compresores volumétricos se dividen según el movimiento del desplazador  en alternativos y rotativos.

Los compresores alternativos: son los más utilizados en la industria por sus notables ventajas y características, que los convierten en los más económicos tanto en el momento de su adquisición como en el de su uso.

Constan de un cilindro donde se desplaza alternativamente un émbolo arrastrado desde el exterior por un vástago, o simplemente por una biela; cuando éste comienza a salir del cilindro se crea una succión que permite la entrada del aire desde el exterior a través de una válvula, llenándola.

Cuando el pistón regresa se reduce el volumen y se incrementa la presión del aire hasta alcanzar un valor en el que se abre una válvula que conecta el cilindro con el servicio.

Los compresores volumétricos rotativos: disponen de un cuerpo o carcasa generalmente cilíndrico, dentro del cual están dispuestas unas piezas móviles giratorias de una forma variada, que crean unos recintos que en primer término atrapan el aire mediante succión, para luego disminuir su volumen, elevar su presión y al mismo tiempo desplazarlo hacia su salida, en contacto con una zona de mayor presión.

Dentro de este tipo de compresores los más importantes son los de aletas y los de tornillo.

Compresión por etapas: la elevación total de la presión del aire en un compresor puede llevarse a cabo de una sola vez, en un único cilindro, o bien hacerlo en dos o más escalones.

En este caso el compresor dispondrá de tantos cilindros como etapas y el aire pasará por presiones intermedias, si bien un compresor puede utilizar dos o más cilindros para la compresión de cada etapa.

La ventaja que este tipo de compresores reporta es el aprovechamiento de los escalones intermedios para refrigerar el aire, consiguiendo de esta manera disminuir la potencia absorbida.

Debido a que la presión media de los cilindros se reduce, disminuyen las fugas y se aumenta el rendimiento volumétrico.

Gracias a la limitación de la temperatura del aire que se consigue en el interior de este tipo de compresores, se obtiene una mayor seguridad de marcha, un mantenimiento más fácil y una prolongación de la vida de la máquina.

Por contra, el compresor resulta más costoso pues requiere un mayor número de cilindros y por tanto de válvulas, así como de sistemas de refrigeración intermedios.

Potencia la diversificación del consumo y, por tanto, disminuye el nivel de dependencia de suministros externos.

El rendimiento de una instalación de aire comprimido se define como el cociente entre la energía proporcionada al aire por compresión y la energía eléctrica consumida por el compresor.

El rendimiento de los compresores es muy bajo, pues la mayor parte de la energía de compresión se convierte en calor.

Este rendimiento depende de múltiples factores, siendo los más importantes: el compresor, la aspiración y los depósitos de aire.

El compresor al seleccionarlo se ha de considerar una serie de factores que dependen en gran medida de la instalación a la que ha de servir y estos son el caudal del aire y la presión requerida.

La aspiración, para un buen rendimiento del compresor, el aire debe aspirarse preferentemente del exterior y debe estar limpio y frío, ya que:

1. Cada 4°C de aumento de temperatura en el aire aspirado, aumenta el consumo de energía un 1 % para el mismo caudal.

2. Cada 3°C de disminución en la temperatura del aire aspirado, dan lugar a un 1 % más de aire comprimido, para el mismo consumo de energía.

Los depósitos de aire, es importante realizar un diseño del depósito tal que permita obtener menores consumos de energía, mediante la instalación de compresores de menor capacidad y menor potencia.

Investigar:

1. Realizar un cuadro comparativo con los diferentes tipos de compresor (presentados en la figura), tomando cuatro aspectos: sistema de funcionamiento, aplicaciones, ventajas y desventajas.

2. ¿Para seleccionar un compresor cuáles serían los cálculos a realizar?

3. De un ejemplo cualquiera donde el compresor forme parte del sistema de control.