Todo sobre Compresores de Aire: Tipos, Cálculo y Funcionamiento

Factores para Determinar la Capacidad de un Compresor

Para realizar el cálculo correcto de la capacidad que debe tener un compresor, es fundamental considerar los siguientes factores:

• Equipos a utilizar y su consumo: Conocer la demanda de aire de cada herramienta o máquina.
• Producción: Estimar los ciclos de trabajo y la demanda máxima y promedio.
• Caídas de presión: Evaluar las pérdidas de presión en la red de distribución y en el lugar de trabajo.
• Ajuste del equipo: Considerar las configuraciones y regulaciones de presión de los equipos.
• Fugas de aire en la red: Un factor crítico que representa una pérdida de energía y capacidad.
• Grado de utilización de los equipos: El factor de simultaneidad o el porcentaje de tiempo que los equipos operan a la vez.
• Altura de trabajo con respecto al nivel del mar: La altitud afecta la densidad del aire y, por tanto, el rendimiento del compresor.

¿Qué es una Red de Aire Comprimido?

Las redes de aire comprimido constituyen el sistema de transporte de energía desde la unidad generadora, el compresor, hasta los puntos receptores de dicha energía, como por ejemplo, las máquinas perforadoras.

¿Qué es la Perforación?

Es la acción que se realiza con el propósito de formar orificios con un diámetro adecuado y geométricamente situados, con la finalidad de realizar estudios, reconocimientos y análisis de rocas.

Compresores: Funcionamiento Básico

Los compresores son máquinas capaces de aspirar el aire del medio ambiente y aumentar su presión en una o más etapas hasta que alcance un valor adecuado para su utilización. Una vez comprimido, el aire pasa a tanques de almacenamiento y luego es conducido a través de redes de cañerías de distribución a los diferentes puntos de consumo.

Clasificación General de los Compresores

1. Compresores Dinámicos o Turbocompresores

Son equipos diseñados para bajas presiones y caudales elevados. En ellos, el aire es impulsado por uno o varios elementos de rotación. Existen dos tipos principales: centrífugos y axiales.

Compresor Centrífugo o Radial

El desplazamiento del fluido es esencialmente radial. El compresor consta de uno o más impulsores y un número de difusores en los que el fluido se desacelera. El fluido es aspirado por el centro de la rueda giratoria (eje del impulsor) y es impulsado por esta, debido a la fuerza centrífuga, hacia los canales del difusor.

Compresor Axial

El flujo de aire sigue la dirección de su eje. Pasa axialmente a través de hileras alternas de paletas estacionarias y rotativas, que transforman primero la velocidad y después la presión del aire.

2. Compresores de Desplazamiento Positivo

En estos equipos, el aire es comprimido al reducir paulatinamente su volumen dentro de una cámara cerrada, mediante el movimiento de las piezas que componen el compresor. Se dividen en rotativos y alternativos.

Compresores de Pistón (Alternativos)

Mediante el movimiento alternativo de un pistón, el aire es aspirado de la atmósfera y comprimido, haciéndolo pasar previamente a través de válvulas de no retorno (check). El aire puede ser enviado directamente a sus tanques de almacenamiento o a otras cámaras de compresión para darles una mayor presión y así poder llegar a los lugares de trabajo eficientemente.

Compresor de Paletas o Álabes (Rotativo)

Posee un rotor excéntrico dentro de una carcasa cilíndrica, con una serie de paletas alojadas en las ranuras del rotor. Durante la rotación, estas paletas se mantienen en contacto con la carcasa debido a la fuerza centrífuga y desplazan el aire desde la entrada hasta la salida, disminuyendo su volumen y, de esta forma, aumentando su presión a medida que se produce el giro.

Compresor de Tornillo (Rotativo)

Capta el aire de la atmósfera y lo fuerza a pasar por el espacio que queda entre dos tornillos helicoidales (rotores) y la carcasa. La compresión del aire se produce por la disminución de su volumen a medida que giran los rotores. Todo esto se realiza en un medio líquido, mediante aceites hidráulicos especiales, con la finalidad de sellar los espacios, lubricar el sistema y evitar que el aire vuelva a su posición inicial. Este aceite no se pierde, ya que luego es pasado a través de filtros para enfriarlo y devolverlo a los circuitos del compresor. Existen también compresores de tornillo que no necesitan aceite hidráulico, los cuales utilizan una capa de teflón como recubrimiento, cuya característica principal es suministrar un aire comprimido exento de aceite.

Compresor de Diafragma

Su mecanismo básico de movimiento es parecido a los de pistón, pero de muy poca capacidad, por lo que es de menor importancia para la minería. Se caracteriza por suministrar aire exento de aceite. Generalmente son para pequeños caudales y se usa en laboratorios, automóviles, aviones, etc.

Compresor Roots

Similares a los de tornillo, pero con menores aplicaciones en la minería. Se pueden usar en motores de explosión comunes como impulsores de aire para mejorar la inyección y/o combustión de estos.

Compresor de Anillo Líquido

Consta básicamente de un rotor conformado por aletas que giran en una carcasa cilíndrica, o varios rotores con una serie de álabes fijos. Sus características principales son los procesos de baja temperatura, un alto consumo de energía y un bajo nivel de ruido, entre otras.