Optimización y Tratamiento del Aire Comprimido: Refrigeración, Secado y Compresores

Refrigeración y Optimización del Rendimiento del Compresor

Cuando se busca aumentar el rendimiento del compresor, la compresión se realiza en varias etapas, intercalando un **intercambiador de calor**.

Proceso de Compresión Óptimo

1. Filtro
2. 1ª etapa de compresión
3. Refrigeración intermedia
4. 2ª etapa de compresión
5. Amortiguador de pulsaciones
6. Refrigerador posterior

Se enfría el aire para garantizar una larga vida útil de la **instalación neumática**. Se seca el aire antes de que llegue húmedo a las válvulas y otros componentes neumáticos. El mejor sitio para el **equipo de secado** es después del **refrigerador posterior**.

La necesidad de utilizar, o no, un equipo de secado depende de varios factores, como la **humedad relativa** del aire y la **temperatura exterior** de la instalación neumática. El problema de la humedad es mayor en verano, porque el aire está más caliente y disuelve mayor cantidad de agua.

La forma más económica de conseguir un enfriamiento del aire se basa en hacer lo más grande posible la superficie de contacto del aire exterior con las conducciones del aire comprimido y el cilindro donde se realiza la compresión, así como el uso de material buen conductor (por ejemplo, **aluminio**). En general, se compensa fácilmente el gasto en un sistema de secado eficaz, porque disminuye de forma importante los costes de mantenimiento y se aumenta la vida útil de la instalación.

Deshidratación del Aire Comprimido

Después de la compresión final, el aire está caliente y, al enfriarse, el agua se depositará en cantidades considerables en el sistema de tuberías, lo cual debe evitarse. La manera más efectiva de eliminar la mayor parte del agua de condensación es someter el aire a la **refrigeración posterior**, inmediatamente después de la compresión.

Tipos de Refrigeración

Refrigeración por Aire

Consiste en una serie de conductos por los cuales fluye el aire comprimido y sobre los cuales se hace pasar una corriente forzada de aire frío por medio de un **ventilador**.

Refrigeración por Agua

Se trata esencialmente de un revestimiento de acero que aloja unos conductos en los que el agua circula por un lado y el aire por el otro, normalmente de forma que el flujo de ambos fluidos sea en sentido contrario a través del refrigerador.

Tipos de Secadores de Aire

Secadores de Aire por Absorción

El aire comprimido es forzado a través de un **agente secante** (yeso deshidratado o cloruro de magnesio) que contiene en forma sólida cloruro de litio o cloruro de calcio. Este reacciona con la humedad para formar una solución que es drenada desde el fondo del depósito.

• Ventajas: Bajo coste inicial y de funcionamiento.
• Desventajas: Productos altamente corrosivos, filtrado exigente.

Máquina Frigorífica

Es una unidad mecánica que incorpora un circuito de refrigeración con dos **intercambiadores de calor**.

Mediante máquinas modernas es posible alcanzar temperaturas del aire de salida de 2 °C, aunque una temperatura del aire de 5 °C es suficiente para la mayoría de las aplicaciones del aire comprimido.

Secado por Adsorción

En una cámara vertical, está contenido un producto químico tal como el **sílicagel** o la **alúmina activada** en forma granular, para que, por métodos físicos, absorba la humedad del aire comprimido que pasa a través de él. Cuando el agente secante se satura, es regenerado mediante secado por calentamiento o por la pérdida de calor de un flujo previamente secado.

• Ventajas: Eliminación total del agua, temperatura de –30 °C, mantenimiento económico.
• Desventajas: Coste inicial elevado y de funcionamiento.

Separadores de Condensados

Cuando se desea mejorar la calidad del aire comprimido y no hace falta un secador, los **separadores de condensados** son una opción en los siguientes casos:

• No se necesita un grado de secado alto.
• No puede ser usado en lugares donde no se admiten fuentes de energía.
• Es demasiado caro y no se justifica la inversión en un secador.

Los **separadores de agua** son elementos imprescindibles, colocándose a la salida del **compresor**.

Compresores: Funcionamiento y Tipos

Un **compresor** es una máquina que aspira aire del exterior y lo reduce de volumen utilizando una energía que procede frecuentemente de un motor eléctrico o de combustión. Dependiendo del compresor y de la demanda del aire comprimido, puede existir o no un **acumulador**, pero lo más frecuente será que exista. Cuando se planifica una instalación neumática es necesario prever un tamaño del compresor mayor del que resulte necesario.

Tipos de Compresores

Por Reducción de Volumen (Volumétricos)

• De Émbolo:
  • De pistón (una etapa o de varias)
  • De membrana
• Rotativos:
  • De paletas
  • De tornillo

Centrífugos (Turbocompresores)

• Radial
• Axial