PRODUCCIÓN Y ACONDICIONAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO

Una de las grandes ventajas de los gases es que se pueden comprimir. Esto hace que, acumulando aire a presión, podamos acumular energía neumática hasta el momento en que necesitemos utilizarla. 

Mediante los siguientes componentes, captaremos aire de la atmósfera, lo comprimiremos, almacenaremos y dejaremos en condiciones de ser utilizado.

Compresor 

Es el elemento de la instalación encargado de comprimir el aire que capta de la atmósfera elevando su presión. 

Dependiendo del tipo de compresor que utilicemos distinguimos varios tipos. 

• Compresores Volumétricos. 
• Compresores Centrífugos. 

Compresores volumétricos 

Aumentan la presión del aire reduciendo el volumen que ocupa. Están formados por un cilindro fijo dentro del cual se mueve un émbolo que hace de pared móvil. Cuando aumentamos el volumen moviendo la pared llenamos la cámara de aire a través de una válvula. Cerramos la válvula y reducimos el volumen de la cámara, al realizarlo aumentamos la presión. 

Existen diferentes formas de reducir el volumen siendo los más empleados los compresores alternativos. De este tipo son los que puedes encontrar en las gasolineras para llenar de aire las ruedas del coche o en el frigorífico que tienes en casa.

Compresores Centrífugos 

Se basan en aumentar la presión aprovechando la fuerza centrífuga. Para ello, lanzan el aire captado por el centro de una turbina hacia el exterior, donde lo recogen. 

De este tipo son la mayoría de los extractores de aire que tienen las campanas extractoras de las cocinas. 

En ambos tipos podemos tener compresores de una etapa en los cuales únicamente comprimimos una vez, o de varias etapas en los cuales el aire comprimido pasa a otro elemento de compresión para elevar más la presión. 

Los compresores son movidos por motores que pueden ser eléctricos, como los compresores de las gasolineras o los pintores, o térmicos de gasolina o diésel, como los de los sistemas neumáticos que se utilizan en obras públicas.

Depósito Acumulador 

En este elemento almacenamos el aire comprimido. Es un depósito de chapa de forma cilíndrica con los fondos semiesféricos. Esta forma no es caprichosa, se realiza de esta manera por ser la que mejor resiste, después de la esfera, las presiones internas a las que está sometido el depósito. 

Todos los depósitos tienen una presión máxima, operación que no debemos sobrepasar para que no reviente. Esta presión, denominada presión de timbrado, viene indicada en la placa de características.

Presostato 

Si has observado los compresores no están funcionando continuamente. Esto es debido a que es posible acumular la energía neumática. El depósito se va a llenar hasta que alcance una determinada presión máxima, en ese momento el motor que acciona el compresor para. A medida que vamos consumiendo aire vamos extrayéndolo del depósito, con lo cual va bajando su presión. 

Al llegar a una presión mínima el compresor vuelve a arrancar para recuperar la presión perdida. 

Vemos que el depósito varía entre un valor máximo y uno mínimo. El elemento que mide esas presiones y regula el funcionamiento del compresor es el presostato o manocontacto. Básicamente es un interruptor regulado por presión. 

Régimen de funcionamiento del compresor

Manómetro y Termómetro 

Son elementos auxiliares que nos informa de la presión manométrica que existe en el interior del depósito y la temperatura del aire.

Válvula de Seguridad 

Si por alguna razón el presostato que regula el funcionamiento del compresor fallase, pueden ocurrir dos cosas. Si falla el mecanismo que regula el arranque cuando baja la presión, el compresor no funcionaría, pero no pasaría nada más. Si falla el mecanismo de paro cuando alcanza la presión de trabajo, el compresor continuaría aumentando la presión en el interior del depósito y éste podría estallar al no aguantar a presión.

Para evitar el peligro de esta última situación utilizamos una válvula de seguridad, que se abriría y dejaría escapar a la atmosfera el exceso de presión que hubiera. La válvula de seguridad es como la de las ollas a presión. Básicamente es un cierre presionado por un muelle. Cuando la fuerza ejercida por el aire, recuerda que es el producto de la presión por la superficie del asiento de la válvula, es superior a la ejercida por el muelle, la válvula abre.

Válvula de purga 

Debido a las presiones a las que es sometido el aire durante la compresión, parte del vapor de agua que contiene el aire puede licuar. Esta agua condensada se acumula en la parte inferior del depósito y periódicamente hay que purgarla para evitar que pase a la instalación.

Unidad de Mantenimiento 

Hasta ahora lo que hemos hecho ha sido comprimir el aire y almacenarlo para poder utilizarlo. El almacenamiento se realiza, como hemos visto, entre dos presiones determinadas. Estas variaciones perturbarían el funcionamiento de la instalación ya que funcionaría de manera distinta para cada presión. Es por ello que debemos realizar un acondicionamiento final que estabilice esa presión en un valor fijo. Este acondicionamiento es lo que hacemos en la unidad de mantenimiento.

La unidad de mantenimiento está formada por los siguientes elementos, siendo imprescindible que exista siempre un regulador de presión.

Filtro 

Su misión es retener las impurezas que pudiera contener el aire procedente del depósito y que podrían deteriorar la instalación posterior. Está formado por un elemento filtrante, que puede ser de papel, una chapa metálica taladrada o una malla de alambre, encargado de retener las impurezas. Aquí quedan retenidas las partículas de tamaño mayor que las de la malla. 

El recipiente del filtro tiene también un diseño especial para que el aire en su recorrido realice un movimiento helicoidal que favorece que por efecto de las fuerzas centrífugas las gotas de agua y las partículas más grandes salgan proyectadas contra las paredes del filtro y sean recogidas en la parte inferior del filtro. Esta parte inferior del filtro es desmontable y periódicamente es necesario limpiarla.

Regulador de presión

Mantiene la presión en su salida constante independientemente de las variaciones de presión que haya en la entrada. La presión de salida tiene que ser siempre inferior a la presión mínima del depósito. 

Como vemos en la imagen el aire pasa a través de un orificio y mediante una membrana vence la fuerza de un muelle, dependiendo de la presión la fuerza es mayor o menor mientras que la del muelle es constante. Esto provoca la mayor o menor apertura del orificio de paso, haciendo que la presión se mantenga constante aguas abajo.

Lubricador

Es el elemento que proporciona aceite para la lubricación de la instalación. Debido al efecto Venturi absorbe aceite de un depósito y lo pulveriza en el aire de trabajo. El aceite lo añadimos para reducir rozamientos en los elementos móviles de la instalación y proteger toda ella de la oxidación. En este punto tendremos una caudal de aire a presión en condiciones de abastecer nuestra instalación a presión constante.