
Un compresor de aire es una máquina que toma aire ambiente del entorno y lo descarga a mayor presión. Es una aplicación de un compresor de gas y un dispositivo neumático que convierte la energía mecánica (de un motor eléctrico , diésel o de gasolina , etc.) en energía potencial almacenada en aire comprimido , que tiene múltiples usos. Una aplicación común es comprimir aire en un tanque de almacenamiento para su uso inmediato o posterior. Cuando la presión de descarga alcanza su límite superior establecido, el compresor se apaga o el exceso de aire se libera a través de una válvula de sobrepresión . El aire comprimido se almacena en el tanque hasta que se necesita. [ 1 ] La energía de presión proporcionada por el aire comprimido se puede utilizar para diversas aplicaciones, como herramientas neumáticas , a medida que se libera. Cuando la presión del tanque alcanza su límite inferior, el compresor de aire se enciende de nuevo y vuelve a presurizar el tanque. Un compresor se diferencia de una bomba porque funciona con un gas, mientras que las bombas funcionan con un líquido.
Clasificación
fuente hidráulica
- Motor de combustión interna: gasolina, gasolina sin aceite, diésel
- Eléctrico: CA, CC
Tipo de accionamiento
- Accionamiento directo
- Transmisión por correa
Los compresores se pueden clasificar según la presión que suministran:
- Compresores de aire de baja presión, que tienen una presión de descarga de 150 libras por pulgada cuadrada (10 bar) o menos [ 2 ].
- Compresores de presión media que tienen una presión de descarga de 151 a 1000 libras por pulgada cuadrada (10,4 a 68,9 bar) [ 2 ]
- Compresores de aire de alta presión, que tienen una presión de descarga superior a 1000 libras por pulgada cuadrada (69 bar) [ 2 ].
Existen numerosos métodos de compresión de aire, divididos en tipos de desplazamiento positivo o rotodinámicos. [ 3 ]
- Compresor alternativo de una sola etapa
- Compresor alternativo multietapa [ 4 ]
- Compresor de tornillo rotativo de una sola etapa
- Compresor de tornillo rotativo de dos etapas
- Bomba de paletas rotativas
- Compresor scroll
- Compresor centrífugo (rotodinámico o turbo)
- Compresor axial , frecuentemente utilizado en motores a reacción .
- Otra forma de clasificación es por tipo de lubricación: lubricados con aceite y sin aceite. El sistema sin aceite (o sin aceite) cuenta con un mayor desarrollo técnico, ya que no requiere aceite para su lubricación. Los compresores de aire sin aceite también son más ligeros y portátiles que los modelos lubricados con aceite, pero requieren más mantenimiento. Por otro lado, los compresores de aire lubricados con aceite son el tipo más tradicional. Requieren aceite para lubricar el motor, lo que ayuda a prolongar la vida útil del compresor. Una de las ventajas de los compresores lubricados con aceite es que suelen ser más duraderos y requieren menos mantenimiento que los compresores sin aceite.
compresores de desplazamiento positivo
Los compresores de desplazamiento positivo funcionan forzando el aire a través de una cámara cuyo volumen se reduce para comprimirlo. Una vez que la presión es mayor que la presión exterior a la válvula de descarga , se abre un puerto o válvula y el aire se descarga en el sistema de salida desde la cámara de compresión. [ 5 ] Los tipos comunes de compresores de desplazamiento positivo son:


- Los compresores de aire de pistón comprimen el aire bombeándolo a través de cilindros mediante pistones alternativos. Utilizan válvulas unidireccionales para permitir la entrada de aire al cilindro durante la carrera de admisión e impedir su salida por la misma vía, y la salida del cilindro a través de la válvula de escape hacia el lado de alta presión durante la carrera de compresión. Para evitar fugas de aire en la siguiente carrera de admisión, también utilizan una válvula antirretorno. Los compresores de pistón pueden ser de una o varias etapas, y también pueden tener uno o más conjuntos de cilindros en paralelo (a la misma presión). Los compresores multietapa ofrecen mayor eficiencia que sus homólogos de una sola etapa para relaciones de compresión elevadas y, por lo general, utilizan refrigeración entre etapas para mejorar la eficiencia.
La capacidad de los compresores de una y dos etapas se suele especificar en pies cúbicos estándar por minuto (SCFM) o litros por minuto y libras por pulgada cuadrada (PSI) o bares. En menor medida, algunos compresores se clasifican en pies cúbicos reales por minuto (ACFM). Otros se clasifican en pies cúbicos por minuto (CFM). Utilizar únicamente el CFM para clasificar un compresor resulta ambiguo, ya que representa un caudal sin referencia de presión (por ejemplo, 20 CFM a 60 PSI).
Los compresores de una sola etapa suelen tener una potencia comprendida entre fracciones de caballo de fuerza y 5 caballos de fuerza . Los compresores de dos etapas normalmente tienen una potencia comprendida entre 5 y 30 caballos de fuerza .
- Los compresores de tornillo rotativo proporcionan compresión de desplazamiento positivo mediante la combinación de dos tornillos helicoidales que, al girar, dirigen el aire hacia una cámara cuyo volumen disminuye a medida que giran los tornillos. Los compresores de tornillo rotativo pueden ser de una o dos etapas.
- Compresores de paletas : utilizan un rotor ranurado con álabes dispuestos de forma variable para guiar el aire hacia una cámara y comprimir su volumen. Este tipo de compresor suministra un volumen fijo de aire a altas presiones.
Compresores rotodinámicos o turbocompresores
Los compresores de aire rotodinámicos incluyen compresores centrífugos, donde las paletas giratorias imparten energía cinética a un gas y los conductos estacionarios convierten la velocidad en un aumento de presión, y compresores axiales , donde las palas del rotor imparten la energía cinética y las palas del estator la convierten en un aumento de presión.
Enfriamiento
Debido al calentamiento adiabático , los compresores de aire requieren algún método para eliminar el calor residual . Generalmente, se utiliza algún tipo de refrigeración por aire o agua, aunque algunos compresores (en particular los rotativos) pueden refrigerarse con aceite (que a su vez se refrigera por aire o agua). [ 6 ] Durante la refrigeración de los compresores también se consideran los cambios atmosféricos. El tipo de refrigeración se determina teniendo en cuenta factores como la temperatura de entrada, la temperatura ambiente, la potencia del compresor y el área de aplicación. No existe un único tipo de compresor que pueda utilizarse para cualquier aplicación.
Aplicaciones

Los compresores de aire tienen muchos usos, como suministrar aire limpio a alta presión para llenar cilindros de gas , suministrar aire limpio a presión moderada a un buceador con suministro de aire desde la superficie , suministrar aire limpio a presión moderada para accionar algunas válvulas de sistemas de control neumático de climatización (HVAC) en edificios de oficinas y escuelas , suministrar una gran cantidad de aire a presión moderada para alimentar herramientas neumáticas , como martillos neumáticos , llenar tanques de aire a alta presión (HPA, tanques de aire), para inflar neumáticos , para la instalación de fibra soplada y para producir grandes volúmenes de aire a presión moderada para procesos industriales a gran escala (como la oxidación para la coquización del petróleo o los sistemas de purga de filtros de mangas en plantas de cemento). [ 7 ]
Los compresores de aire también se utilizan ampliamente en aplicaciones de petróleo y gas, minería y perforación como medio de lavado, para airear lodos en perforaciones con presión reducida y en la limpieza neumática de tuberías.
La mayoría de los compresores de aire son de pistón alternativo, de paletas rotativas o de tornillo rotativo . Los compresores centrífugos son comunes en aplicaciones de gran tamaño, mientras que los compresores de tornillo rotativo, scroll [ 8 ] y alternativos son los preferidos para aplicaciones pequeñas y medianas.
Fuente de alimentación
Los compresores de aire están diseñados para utilizar diversas fuentes de energía. Si bien los motores de gasolina o diésel de accionamiento directo y los motores eléctricos se encuentran entre los más populares, los compresores de aire que utilizan motores de vehículos, tomas de fuerza o puertos hidráulicos también se utilizan comúnmente en aplicaciones móviles. [ 9 ]
La potencia de un compresor se mide en HP ( caballos de fuerza ) y CFM ( pies cúbicos por minuto de aire de admisión). [ 10 ] El volumen del recipiente a presión y la presión almacenada indican el volumen de aire comprimido (en reserva) disponible.
Los compresores de gasolina y diésel se utilizan ampliamente en zonas remotas con acceso limitado a la electricidad. Son ruidosos y requieren ventilación para los gases de escape, especialmente si el aire comprimido se va a utilizar para respirar. Los compresores eléctricos se utilizan comúnmente en fábricas, talleres y garajes con acceso permanente a la electricidad. Los compresores más comunes para talleres y garajes funcionan con 110-120 voltios o 230-240 voltios. Los tanques de los compresores pueden ser planos, de doble tanque, horizontales o verticales. Según su tamaño y uso, pueden ser fijos o portátiles.
Mantenimiento

Para garantizar que todos los tipos de compresores funcionen de manera eficiente y sin fugas, es necesario realizar un mantenimiento rutinario. El costo del mantenimiento representa solo el 8% del costo del ciclo de vida de un compresor de aire. [ 11 ]
eficiencia isoentrópica del compresor de aire
Según las hojas de datos de verificación del rendimiento de los compresores de aire CAGI , cuanto mayor sea la eficiencia isoentrópica, mayor será el ahorro de energía. La mejor eficiencia isoentrópica de los compresores de aire ha alcanzado el 95 %. [ 12 ]
Aproximadamente entre el 70% y el 80% del coste total de un compresor de aire durante su vida útil corresponde al consumo de energía, por lo que utilizar un compresor de aire de alta eficiencia es uno de los métodos para ahorrar energía.
Accesorios
- tanque receptor de aire
- Regulador de presión : válvula de control que mantiene la presión de un fluido o gas.
- Interruptor de presión : tipo de interruptor que acciona un contacto eléctrico.
- Acoplamiento de manguera : conector en el extremo de una manguera.
- Línea de aire – Tubo o manguera que transporta un suministro de aire comprimido .
- Sistema de distribución de aire comprimido
Véase también
- Aire comprimido : aire a una presión superior a la atmosférica.
- Motor de pistón libre : tipo de motor sin cigüeñal.
- Compresor de gas : máquina para aumentar la presión del gas comprimido.
- Compresor de gas : máquina para aumentar la presión de un gas reduciendo su volumen.
- Cilindro de gas – Recipiente cilíndrico para almacenar gas a presión
- Neumática : Uso de gas a presión en sistemas mecánicos
- Cilindro neumático : dispositivo mecánico con gas comprimido.
- Herramienta neumática : herramienta accionada por aire comprimido suministrado por un compresor de aire.
- " El compresor de aire azul – relato corto de Stephen King de 1971 "
- Bomba de vacío : equipo que genera un vacío relativo.
Referencias
- ↑ "¿Cómo funcionan los compresores de aire?" . Popular Mechanics . 18-03-2015 . Consultado el 12-01-2017 .
- 1 2 3 "Clasificación de compresores de aire" . www.tpub.com . Consultado el 12 de enero de 2017 .
- ↑ "Tipos y controles de compresores de aire" . Recursos Naturales de Canadá . 4 de febrero de 2014.
- ↑ Davis, Jeff (23 de febrero de 2022). "¿Qué es un compresor de aire de dos etapas? – Air Compressor Insider" . Consultado el 26 de julio de 2023 .
- ↑ "Conceptos básicos para la selección de compresores: desplazamiento positivo frente a compresión dinámica" . Consultado el 12 de enero de 2017 a través de The 5th Utility.
- ↑ "Tipos de compresores de aire" . La caja de herramientas de ingeniería .
- ↑ "Aplicaciones para compresores" . www.industry.siemens.com . Archivado del original el 28/01/2018 . Consultado el 12/01/2017 .
- ↑ Hislop, Reid. "Plug Power realiza un gran pedido de compresores Air Squared para su uso en unidades de pilas de combustible GenDrive" (PDF) . Plug Power . Consultado el 10 de mayo de 2019 .
- ↑ "Guía sencilla para compresores de aire de tornillo rotativo para vehículos – Por VMAC" . VMAC . 16 de octubre de 2018. Consultado el 30 de octubre de 2018 .
- ↑ "Evaluación de la potencia real y el caudal (CFM) de los compresores de aire" .
- ↑ "¿Cuántos vatios consume un compresor de aire?" 11 de agosto de 2023.
- ↑ Hojas de datos de verificación de rendimiento de CAGI archivadas el 21/01/2022 en Wayback Machine .
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