Fundamentos de Compresores y Sistemas de Distribución Neumática Industrial

El Compresor: Producción de Aire Comprimido

El compresor es el elemento encargado de generar el aire comprimido. Aspira aire a presión atmosférica y eleva esta presión hasta un nivel conveniente para el trabajo. Además, modifica el caudal de salida, reduciéndolo respecto al caudal de entrada.

Existen dos técnicas principales de compresión:

• Compresión Volumétrica
• Compresión Dinámica (o Turbocompresores)

Compresores Volumétricos

Este tipo de compresores consiste en reducir el volumen de una masa de aire para generar el aumento de presión deseado.

Compresores Volumétricos Alternativos

• Compresor Volumétrico Alternativo de Pistón: Utiliza un pistón dentro de un cilindro para la compresión. Sus etapas son:
  1. Aspiración: Al descender, el volumen del cilindro aumenta, lo que provoca la apertura de la válvula de admisión y la entrada de aire al cilindro.
  2. Compresión: Una vez alcanzado el punto muerto, el pistón comienza la carrera ascendente, cerrando la válvula de admisión y reduciendo el volumen, lo que provoca un aumento de presión.
  3. Escape: Una vez alcanzada la presión de trabajo, se abre la válvula de escape, permitiendo la salida del aire comprimido.
• Compresor Volumétrico Alternativo de Diafragma: La principal ventaja de este compresor es que el aire no entra en contacto con elementos lubricados, asegurando un aire limpio.

Compresores Volumétricos Rotativos

• Compresor Rotativo de Paletas: Consiste en un rotor accionado por el eje de un motor, ubicado de forma excéntrica. El rotor consta de una serie de paletas que se ajustan a la forma geométrica interna mediante la fuerza centrífuga, formando varias cámaras. Al girar, el rotor reduce el volumen de las cámaras, consiguiendo el aumento de presión.
• Compresor Rotativo de Tornillo: Consta de dos rotores con forma de tornillo helicoidal. Uno engrana sobre el otro en posición horizontal y ambos giran en sentido opuesto. El aire al entrar queda contenido entre los espacios de los rotores, donde se comprime y se transporta hacia el escape.

Compresores Dinámicos (Turbocompresores)

En estos compresores, al aire de entrada se le aplica un aumento de velocidad y, a la salida, se le disminuye, transformando la energía cinética en energía de presión.

Tipos de Compresores Dinámicos

• Compresor Dinámico Axial: El aire pasa a lo largo del eje del compresor a través de filas de palas giratorias y fijas. De esta manera, la velocidad del aire aumenta gradualmente al mismo tiempo que las palas fijas convierten la energía cinética en presión.
• Compresor Dinámico Radial (Centrífugo): Se basan en el principio de la compresión de aire por fuerza centrífuga. Constan de un rotor centrífugo que gira dentro de una cámara espiral, tomando aire en sentido axial y arrojándolo a gran velocidad en sentido radial.

Componentes de la Instalación Neumática

La Red de Distribución

La red de distribución es la parte encargada de llevar el aire comprimido desde el sistema de producción hasta los elementos consumidores. La instalación de esta red puede adoptar tres tipologías:

• Red en Circuito Abierto: Esta red conecta directamente el sistema de producción con los actuadores neumáticos. Es la más sencilla y económica.
• Red en Circuito Cerrado (o en Anillo): Esta red forma un anillo o incluso diferentes mallas, conectando el final de la instalación con el principio. De esta forma, se consigue un reparto uniforme del aire, es robusta frente a las averías y presenta menos pérdidas de carga.
• Red Mixta: Es una combinación entre las redes en circuito cerrado y las abiertas. La estructura principal es cerrada, pero los tramos finales antes de los actuadores se realizan en abierto. Es el tipo de red que se emplea habitualmente, ya que aprovecha las ventajas de cada una de ellas.

La Unidad de Mantenimiento (FRL)

La unidad de mantenimiento es el equipo responsable de preparar y entregar el aire en las condiciones óptimas de consumo. Para ello, incorpora los siguientes elementos en un mismo dispositivo:

• Filtro: Se encarga de eliminar todas las impurezas que contiene el aire.
• Regulador de Presión: El aire pasa por una válvula reguladora de presión que lo entrega a la presión calibrada. Junto a este, se dispone de un manómetro como aparato de medición para la supervisión del correcto funcionamiento.
• Lubricador: Antes de entregar el aire, este pasa por un lubricador donde se impregna con aceite, necesario para engrasar las partes móviles de los actuadores.

La unidad de mantenimiento se instala lo más cerca posible a los puntos consumidores de aire.