La energía neumática, basada en el uso de gases comprimidos, tiene infinidad de aplicaciones en sistemas industriales y herramientas neumáticas de uso diario. Para generar este aire a presión se utilizan compresores, existiendo diferentes tipos en función de sus prestaciones y adaptación a las necesidades.
Los compresores alternativos desplazan el aire mediante un émbolo dentro de un cilindro, generando un flujo intermitente. Resultan adecuados para bajos consumos o usos esporádicos dado su menor coste, aunque presentan más ruido y desgaste. Los compresores rotativos ofrecen en cambio un flujo continuo gracias a su mecanismo de rotores giratorios. Destacan por su funcionamiento suave y eficiencia energética. Dentro de éstos se hallan los compresores de paletas, de lóbulos, de tornillo o centrífugos.
Índice
¿Qué son los compresores?
Los compresores son elementos indispensables en ingeniería y procesos industriales, ya que generan el aire comprimido necesario para el funcionamiento de un sinfín de sistemas y aplicaciones cotidianas. Desde impulsar motores de combustión y turbinas, hasta posibilitar el uso de herramientas neumáticas en talleres, los compresores se hallan integrados en la mayoría de sectores por sus prestaciones únicas para disponer de gases a presión. Equipos como sistemas de refrigeración, generadores eléctricos, vehículos o cualquier máquina basada en energía neumática requieren forzosamente de estas unidades compresoras por su capacidad para comprimir gases de modo eficiente.
Su relevancia es tal que resulta imposible concebir el funcionamiento de un gran número de procesos y tecnologías sin la incorporación de algún tipo de compresor que provea el fluido comprimido imprescindible. Podemos encontrarlos en muchos sistemas de refrigeración, en generadores de energía eléctrica, dentro de los coches para alimentar los motores de combustión… y, también, son muy usados como equipamiento de taller para comprimir gases en máquinas y herramientas que utilizan la energía neumática para su funcionamiento.
Incrementar la presión de un líquido o un gas
La función principal del compresor es la de incrementar la presión de un líquido o un gas. Esto permite realizar un cambio de energía entre un fluido y una máquina, donde el trabajo ejercido es transmitido al primero y, mediante presión o energía cinética, se convierte en energía de flujo capaz de mover un mecanismo.
Tipos de compresores y sus características
Para saber cuáles son los tipos de compresores existentes, debemos diferenciar las formas mediante las cuales incrementan la presión. Una primera clasificación de los compresores podría realizarse en función a la aplicación que tienen (tipos compresores). De acuerdo a esto, nos encontramos los siguientes grupos:
- Compresores
- Ventiladores
- Soplantes
- Bombas de vacío
- Compresores booster
Sin embargo, para saber cuáles son los tipos de compresores existentes, debemos diferenciar las formas mediante las cuales incrementan la presión, es decir, mediante sus principios de funcionamiento básicos. De acuerdo a esta premisa, podemos dividirlos en dos grandes grupos: los de desplazamiento positivo y los dinámicos. Veamos cuáles los componen y sus características.
Compresores de desplazamiento positivo
Su principio de funcionamiento está basado en la disminución de volumen de la cámara de compresión donde se encuentra almacenado el gas o fluido. De esta forma, se produce un aumento en la presión interior hasta que el aire se expulsa de acuerdo a los valores de su diseño previsto. Estos, a su vez se pueden dividir en:
- Compresores de pistón: El aire es aspirado al interior de un cilindro, donde un pistón lo va comprimiendo aumentando su presión. Es el clásico ejemplo de una bomba de inflado.
- Compresores reciprocantes: Funcionan aumentando la presión del aire como consecuencia de una disminución en su volumen. Pueden ser de acción única o de doble efecto. Se utilizan cuando se necesitan altas presiones (30 bares) y de bajo flujo, como es el caso de limpieza de polvo, trabajos de pintura o herramientas manuales. Son baratos y tienen un fácil mantenimiento.
- Compresores de tornillo: También llamados de doble rotor. El aire se encuentra sellado y atrapado entre los perfiles de dos tornillos, uno hembra y otro macho. A medida que giran, el aire es empujado y obligado a entrar en una sección que va disminuyendo, aumentando su presión. Tienen la ventaja de suministrar grandes cantidades de aire comprimido de forma continua y son poco ruidosos.
- Compresor Scroll: Son de tipo rotativo y van comprimiendo el aire gracias a sus dos espirales que se mueven de forma circular. Presentan un diseño simple, no es necesario usar aceites y tienen un tamaño muy compacto.
- Compresor de paleta: También rotativos, están compuestos por una carcasa fija donde en su interior se encuentra un disco rotativo con paletas deslizantes. A medida que estas se van moviendo, van comprimiendo el aire de su interior.
Compresores dinámicos
Se caracterizan por mover grandes volúmenes de aire a baja presión. Estos son los tipos de compresores de aire y sus características:
- Compresores centrífugos radiales: Dependen de una transferencia de energía que se las suele provocar un impulsor giratorio de aire o ventilador. Se utilizan en aplicaciones químicas, plantas de fabricación de vidrio o acero, y en general en aquellos procesos industriales donde sea necesario grandes volúmenes de aire comprimido.
- Compresores axiales: Funcionan succionando el aire de forma axial, aumentando el nivel de energía y comprimiendo el aire con una disminución de velocidad del fluido. El aumento de presión en estos tipos de compresores se produce en varias etapas.
Los compresores dinámicos se caracterizan por desplazar grandes volúmenes de aire a baja presión, siendo ideales cuando se requieren altos caudales. Dentro de éstos, los compresores centrífugos radiales transfieren energía al aire mediante un impulsor rotatorio, utilizándose en procesos que demandan mucho caudal como plantas químicas o siderúrgicas. Por su parte, los compresores axiales succionan el aire de forma paralela al eje del rotor y lo comprime en varias etapas.
Los compresores dinámicos cubren necesidades de grandes caudales de aire, como en sectores industriales que manejan enormes volúmenes de fluidos y gases, gracias a tecnologías como los compresores centrífugos y axiales, ideales por prestaciones para estas aplicaciones.
