Descubre las diferencias entre los compresores de aire

¿Qué entendemos por compresores de desplazamiento positivo o compresores dinámicos? ¿Cuándo es preferible la tecnología libre de aceite a la inyección de aceite? ¿Por qué un compresor de accionamiento de velocidad variable (VSD) ahorra más energía en comparación con uno de velocidad fija?

MR PERÚ ha preparado una guía rápida para aquellos que necesitan saber qué es qué, o simplemente están interesados en adquirir compresores de aire.

Esencialmente, existen dos principios genéricos para la compresión de aire o gas: la compresión por desplazamiento positivo y la compresión dinámica. Los compresores de desplazamiento positivo incluyen, por ejemplo, compresores de pistón, compresores scroll y compresores de tornillo rotativo.

Los compresores dinámicos son frecuentemente llamados turbocompresores. Los de diseño radial se denominan compresores centrífugos. Un compresor dinámico trabaja a una presión constante, a diferencia de un compresor de desplazamiento, que trabaja con un flujo constante. Expliquemos los principios detrás de cada una de estas tecnologías.

Compresores de desplazamiento positivo

Este es el tipo de compresores más común que verás en un entorno industrial, e incluye todos los favoritos: Compresores de pistón, compresores de tornillo (doble rotor) y compresores scroll (simple rotor).

Los compresores de desplazamiento positivo tienen una cavidad que permite cierto volumen de aire dentro de la máquina a presión atmosférica. Esta cámara se hace más pequeña, disminuyendo el volumen y, al mismo tiempo, aumentando la presión del aire.

Si nos fijamos en los compresores de pistón, la forma más sencilla es una bomba de bicicleta. Un pistón mueve hacia arriba el cilindro, reduciendo el espacio en la parte superior, lo que significa que el aire tiene que aumentar en presión para poder encajar en la cavidad más pequeña.

Un compresor de pistón de simple efecto sólo se comprime en un extremo del pistón, mientras que un compresor de doble efecto se comprime en ambos extremos de este. Los compresores de pistón pueden incorporar múltiples etapas de compresión para alcanzar la presión deseada, lo que los hace perfectos para aplicaciones de alta presión. Tanto los diseños lubricados como los libres de aceite están disponibles con diseños especiales y son capaces de comprimir otros gases además del aire. Estos compresores están diseñados para trabajo intermitente.

En un compresor de doble rotor (tornillo o diente), el aire es atrapado y sellado (típicamente con aceite, pero a veces con agua o revestimientos especiales de teflón) entre los perfiles de rotor macho y hembra. A medida que los rotores giran y engranan, el aire es empujado a lo largo de los rotores hacia un espacio cada vez más pequeño y, una vez más, la presión aumentará para permitir que el volumen de aire dado quepa en las cavidades de la cámara de compresión. Estos compresores de aire están diseñados para trabajar continuamente y son los más usados en una serie de aplicaciones industriales.

Hay algunos tipos de compresores de un rotor: de paletas, de anillo líquido y scroll. En un compresor scroll, un rotor en forma de espiral única oscila contra una espiral fija similar y, a medida que estas espirales se mueven unas contra otras, la cavidad que atrapa el aire entre ellas se hace progresivamente más pequeña. Esta disminución de volumen obliga al volumen fijo del aire de admisión a aumentar la presión.

Los compresores de desplazamiento a veces se denominan compresores de flujo constante, ya que el compresor producirá el mismo flujo a una determinada velocidad del motor, sin importar la presión de salida.

En la industria del aire comprimido, es poco probable que se encuentren demasiados compresores axiales o eyectores, ya que normalmente se utilizan para vuelos motorizados.

Sin embargo, los compresores dinámicos radiales son definitivamente de interés y son comúnmente llamados compresores centrífugos o turbocompresores. En un compresor dinámico, el aumento de presión se logra acelerando el aire utilizando un impulsor y luego ralentizando el aire de movimiento rápido en un difusor y voluta para transferir la energía cinética a la presión.

Un compresor centrífugo o turbocompresor se utiliza típicamente en aplicaciones químicas y petroquímicas, generación de energía, gases industriales, plantas de fabricación de acero o vidrio e incluso en plantas de fertilizantes. De hecho, en cualquier lugar que necesite grandes volúmenes de aire.

Calidad del aire: Compresores de aire exentos de aceite vs. compresores de aire lubricados con aceite

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, pero, por supuesto, esto significa que parte del aceite se mezclará con el aire y que gotitas microscópicas de este componente pasarán a través de la máquina y terminarán en la red de aire, y eventualmente en el proceso o producto.

Algunas soluciones disponibles para obtener aire libre de aceite es usar un compresor de inyección de aceite con bancos de filtros, pero no se puede garantizar al 100% que esté libre de aceite. Si el proceso no puede tolerar que tu producto tenga contacto con el aceite, entonces un compresor exento de aceite es la única manera de asegurar que no haya posibilidad de contaminación.

En términos sencillos, un compresor sin aceite garantiza que no pueda entrar aceite o grasa en el área de compresión del compresor. El método de compresión será similar en naturaleza, pero el compresor libre de aceite está diseñado para usar métodos alternativos de sellado para asegurar que el aceite no pueda entrar en el espacio de compresión.

En términos de costo, los compresores exentos de aceite son más costosos, pero sus gastos de funcionamiento son generalmente más bajos en términos como el reemplazo de elementos de filtro de repuesto. Y, por supuesto, no hay riesgo de contaminación del producto.

Compresores de velocidad fija vs. Compresores de velocidad variable

¿Por qué las unidades de velocidad variable (VSD) ahorran energía en comparación con la velocidad fija? En pocas palabras, la pista está en el nombre. Los compresores de velocidad fija funcionan a una velocidad específica y son muy eficientes cuando funcionan a plena carga el 100% del tiempo, cuando el motor está en marcha y se está produciendo aire comprimido.

Los problemas ocurren cuando la unidad se descarga y (deja de hacer aire). Aunque eventualmente el compresor se detendrá, pasa parte del tiempo girando el motor y usando energía sin producir nada, y por lo tanto desperdiciándola. Este consumo en descarga es de alrededor del 40% de la energía nominal.

Un VSD o, para ser precisos, la unidad de accionamiento de velocidad variable hace girar el motor en función de la cantidad de aire requerido: si la demanda aumenta, el motor se acelera, si la demanda disminuye, el motor se ralentiza y sólo utiliza la energía necesaria para producir el aire requerido, por lo que no se desperdicia energía.

De hecho, un VSD puede reducir el consumo de energía hasta un 50%, dependiendo de la tecnología que utilice. Por lo tanto, vale la pena realizar una auditoría de uso de aire para ver si tu consumo de energía podría reducirse utilizando un compresor VSD.

Estas fueron algunas de las principales diferencias entre los distintos tipos de compresores de aire, recuerda que nosotros ofrecemos diversos productos para tu industria. Si deseas solicitar uno de los productos o servicios que te ofrecemos en MR PERÚ solo escríbenos el formulario de contacto y te responderemos a la brevedad.