1.4 Produccin de Aire comprimido Para producir aire comprimido se utilizan compresores que elevan la presin del aire al valor de trabajo deseado. Los mecanismos y mandos neumticos se alimentan desde una estacin central. Entonces no es necesario calcular ni proyectar la transformacin de la energa para cada uno de los consumidores. El aire comprimido viene de la estacin compresora y llega a las instalaciones a travs de tuberas.

Compresor

El Compresor es el mecanismo que transforma una energa exterior, generalmente elctrica o termodinmica, en energa neumtica. En su funcionamiento, aspira aire atmosfrico y lo traslada a mayor presin al interior de un depsito, para su posterior utilizacin en las instalaciones neumticas.

Segn el principio de funcionamiento se pueden clasificar en tres grandes grupos:

1.4.1 Tipos de compresores y 1.4.3 Principio de operacin

De embolo Centrfugos Rotativos

COMPRESORES DE EMBOLO

El mecanismo interno de un Compresor de mbolos est formado por uno o varios cilindros, que accionados por el sistema biela manivela, transforman el movimiento giratorio del motor, en el lineal alternativo necesario para el arrastre del mbolo.

Los Compresores de mbolos pueden ser de una o de varias etapas y los mbolos de simple o de doble efecto.

Los de una etapa se emplean en aplicaciones cuya presin solicitada sea inferior a 10 bar; a que el aumento de temperatura del aire debido a la compresin, resultara inadmisible.

Entre 9 y 70 bar, se utilizan Compresores de mbolo de dos etapas. La temperatura del aire se mantiene dentro de unos lmites aceptables ya que se colocan enfriadores intermedios. El rendimiento es superior al de los Compresores de una etapa.

Con Compresores multietapa pueden conseguirse presiones de hasta 700 bar.

COMPRESORES DE MEMBRANA.

Es una construccin especial de los Compresores de mbolo. El aire no est en contacto directo con la cabeza del mbolo, ya que est separado de ella por una membrana elstica y por tanto, libre del aceite que utiliza el Compresor para su engrase. Suministra presiones inferiores a 8 bar y se utiliza en industrias alimentarias y qumicas.

COMPRESORES CENTRFUGOSEl principio de funcionamiento de estos Compresores se basa en las leyes de la dinmica de fluidos.El rpido giro de un rodete en el interior de una cmara, transforma la energa cintica del fluido en energa de presin.La impulsin del aire puede ser radial o axial. Generan presiones inferiores a las de los Compresores de mbolo, pero con caudales muy superiores.Pueden acoplarse directamente a elementos motrices de alta velocidad.

COMPRESORES ROTATIVOSFuncionalmente ocupan un lugar intermedio entre los Compresores de mbolo y los centrfugos. Suministran presiones mayores que los centrfugos; pero menores que los de mbolo y caudales mayores que los de mbolo, pero menores que los centrfugos. Constructivamente pueden ser: De paletas De tornillo RootsCOMPRESOR DE PALETAS.Su mecanismo interno est formado por un rotor que gira excntricamente en el interior de un crter cilndrico.El rotor dispone de unas ranuras longitudinales en las que se alojan las paletas. Estas paletas se ajustan elsticamente al interior del crter.Debido a la variacin del volumen entre cmaras, se produce la aspiracin del aire y su compresin. Necesitan aceite para mejorar la estanqueidad, lubricar las piezas mviles y reducir el rozamiento entre las paletas y el crter.

COMPRESOR DE TORNILLO.Bsicamente, su mecanismo est formado por dos rotores helicoidales que engranan entre s, ajustados al interior de un crter. El aire, sin modificacin de volumen, es desplazado axialmente entre el hueco de las ranuras helicoidales y las paredes internas del crter. Como los Compresores de paletas, precisan de aceite para optimizar su funcionamiento.

COMPRESOR ROOTSEn su funcionamiento no hay modificacin de volumen. La presin se genera por la aportacin de ms aire que el que se consume.Su mecanismo interno lo forman dos rotores de una forma especial, que giran en el interior de un crter.Pueden utilizarse tambin como bombas de vaco y como medidores de caudal.

1.4.2 Ventajas y DesventajasCompresores AlternativosEl uso de lubricantes en los compresores alternativos el causante de sus principales ventajas y desventajas.Un compresor lubricado durara mas que uno que no lo esta. Hay que tener cuidado de no lubricar en exceso, porque la carbonizacin del aceite en las vlvulas puede ocasionar adherencias y sobrecalentamiento. Adems, los tubos de descarga saturados con aceite son un riesgo potencial de incendio, por lo que se debe colocar corriente abajo un separador para eliminar el aceite. Los problemas mas grandes en los compresores con cilindro lubricado son la suciedad y la humedad, pues destruyen la pelcula de aceite dentro del cilindro.En los compresores sin lubricacin la suciedad suele ser el problemas mas serio, y hay otros problemas que puede ocasionar el gas en si. Por ejemplo, un gas absolutamente seco puede ocasionar un severo desgaste de los anillos. Compresores RotatoriosEl diseo de anillo de agua tiene la ventaja de que el gas no hace contacto con las partes rotatorias metlicas. Los aspectos crticos son la presin de vapor del gas de entrada, comparada con la presin de vapor del liquido que forma el anillo de agua y el aumento de temperatura en el mismo. La presin de vapor del fluido para sellos debe ser muy inferior al punto de ebullicin, porque de otra forma se evaporara el anillo de agua, ocasionara perdida de capacidad y quizs serios daos por sobrecalentamiento.

Compresores CentrfugosVentajas:1. En el intervalo de 2.000 a 200.000 ft3/min., y segn sea la relacin de presin, este compresor es econmico porque se puede instalar en una sola unidad.2. Ofrece una variacin bastante amplia en el flujo con un cambio pequeo en la carga.3. La ausencia de piezas rozantes en la corriente de compresin permite trabajar un largo tiempo entre intervalos de mantenimiento, siempre y cuando los sistemas auxiliares de aceites lubricantes y aceites de sellos estn correctos.4. Se pueden obtener grandes volmenes en un lugar de tamao pequeo. Esto puede ser una ventaja cuando el terreno es muy costoso.5. Su caracterstica es un flujo suave y libre de pulsaciones.Desventajas:1. Los compresores centrfugos son sensibles al peso molecular del gas que se comprime. Los cambios imprevistos en el peso molecular pueden hacer que las presiones de descarga sean muy altas o muy bajas.2. Se necesitan velocidades muy altas en las puntas para producir la presin. Con la tendencia a reducir el tamao y a aumentar el flujo, hay que tener mucho mas cuidado al balancear los motores y con los materiales empleados en componentes sometidos a grandes esfuerzos. 3. Un aumento pequeo en la cada de presin en el sistema de proceso puede ocasionar reducciones muy grandes en el volumen del compresor.4. Se requiere un complicado sistema para aceite lubricante y aceite para sellos.

1.4.4 Tipos de regulacinAl objeto de adaptar el caudal suministrado por el compresor al consumo que flucta, se debe proceder a ciertas regulaciones del compresor. Existen diferentes clases de regulaciones. El caudal vara entro dos valores lmites ajustados (presiones mxima y mnima).Regulacin de marcha en vacoRegulacin de carga parcialRegulacin por intermitencias

a) Regulacin por escape a la atmsferaa) Regulacin de velocidad de rotacin

b) Regulacin por aislamiento de la aspiracinb) Regulacin por estrangulacin de la aspiracin

c) Regulacin por apertura de la aspiracin

Regulacin de marcha en vaco:a) Regulacin por escapo a la atmsferaEn esta simple regulacin se trabaja con una vlvula reguladora de presin a la salida del compresor. Cuando en el depsito (red) se ha alcanzado la presin deseada, dicha vlvula abre el paso y permite que el aire escape a la atmsfera. Una vlvula antirretorno impide que el depsito se vace (slo en instalaciones muy pequeas).b) Regulacin por aislamiento de la aspiracinEn este tipo de regulacin se bloquea el lado de aspiracin. La tubuladura de aspiracin del compresor est cerrada. El compresor no puede aspirar y sigue funcionando en el margen de depresin. Esta regulacin se utiliza principalmente en los compresores rotativos y tambin en los de mbolo oscilante.c) Regulacin por apertura de la aspiracinSe utiliza en compresores de mbolo de tamao mayor. Por medio de una mordaza se mantiene abierta la vlvula de aspiracin y el aire circula sin que el compresor lo comprima. Esta regulacin es muy sencilla.

Regulacin de carga parciale) Regulacin de la velocidad de rotacinEl regulador de velocidad del motor de combustin interna se ajusta en funcin de la presin de servicio deseada, por medio de un elemento de mando manual o automtico. Si el accionamiento es elctrico, la velocidad de rotacin puede regularse de forma progresiva empleando motores de polos conmutables. No obstante, este procedimiento no es muy utilizado.b) Regulacin del caudal aspiradoSe obtiene por simple estrangulacin de la tubuladura de aspiracin. El compresor puede ajustarse as a cargas parciales predeterminadas. Este sistema se presenta en compresores rotativos o en turbocompresores.Regulacin por IntermitenciasCon este sistema, el compresor tiene dos estados de servicio (funciona a plena carga o est desconectado). El motor de accionamiento del compresor se para al alcanzar la presin Pmax. Se conecta de nuevo y el compresor trabaja, al alcanzar el valor mnimo Pmin.Los momentos de conexin y desconexin pueden ajustarse mediante un presstato. Para mantener la frecuencia de conmutacin dentro de los lmites admisibles, es necesario prever un depsito de gran capacidad.1.4.5 Seleccin de compresorLas herramientas neumticas requieren un volumen de aire comprimido (expresado como pies cbicos por minuto, o cfm) a una presin especfica (expresado como libras-fuerza por pulgada cuadrada, o psig). La eficiencia de un compresor est determinada por las calificaciones pcm y psig, no necesariamente su potencia. Por lo tanto, puedes ignorar la potencia nominal para determinar el tamao y la seleccin de un compresor.Rene todas las herramientas neumticas. Anota la pcm requerida para operar cada herramienta, tal como se especifica por el fabricante. Si no puedes encontrar esta informacin, puedes buscar en lnea para ver una tabla de requisitos estndar para herramientas neumticas comunes.Suma los requisitos de CFM de todas las herramientas neumticas que vas a usar al mismo tiempo. Incrementa este nmero en un 25% para permitir herramientas adicionales, el crecimiento futuro, y eventuales fugas del sistema de aire. Determina la presin mxima (psig) necesaria para usar las herramientas de aire. No es necesario sumar los valores psig, como lo hiciste con los requisitos cfm, slo tienes que utilizar el valor de la herramienta que requiere la mayor cantidad de presin.