Los compresores son máquinas que tienen la misión de transformas la energía mecánica, del eje del motor, en energía neumática de presión.

Ello se puede conseguir de dos formas diferentes:

Precisamente, atendiendo a estas dos formas de conseguir aire comprimido, se puede hacer la siguiente clasificación de los compresores:

Todo compresor se caracteriza por los siguientes valores: Caudal de aire en condiciones normales que es capar de suministrar (Las condiciones normales técnicas están definidas por la presión absoluta de 1Kp/cm2 y la temperatura 20º) y la presión máxima que es capaz de soportar para que tenga una vida económica.

De forma general, y para un caudal determinado, los compresores lentos son mas caros, pero de mayor duración y rendimiento que los compresores rápidos.

Al comprimir un gas, éste se calienta, por lo que la presión final conseguida es superior a la correspondiente a la reducción de volumen realizada sobre el gas. Esta sobrepresión, debido al aumento de temperatura del gas, exige un trabajo complementario durante la compresión, trabajo que se pierde por la refrigeración del gas en la instalación, disminuyendo el rendimiento de la misma.

Ello hace pensar que el compresor ideal sería aquél en el que durante la compresión no se calentase el gas, lo que exige una elevada refrigeración, que a parte de resultar antieconómica, daría lugar a la condensación del vapor de agua presente en el aire, reduciendo el volumen de aspiración y por tanto el rendimiento de la instalación. Por los motivos anteriores se hace una refrigeración del cilindro, de modo que la temperatura final del aire sea superior a la del punto de rocío para la presión suministrada por el compresor.

En base a las características de consumo y presión de la instalación, se realiza la selección del compresor de la siguiente forma:

El caudal que debe suministrar el compresos es igual, al consumo de los sistemas neumáticos a él conectados, más el consumo estimado en función de las previsiones de futuro, más un suplemento del orden del 20% para compensar las pérdidas por fugas.

La presión de trabajo del compresor debe ser del orden de 1 a 1’5 bar superior a la necesaria para el funcionamiento de los circuitos neumáticos, pues de este modo se evita el funcionamiento continuo del motor y se garantiza el funcionamiento correcto de los circuitos, a pesar de las fluctuaciones de presión en la red. Pero tampoco debe ser superior al valor señalado porque la presión cuesta dinero.

Cuando se precisan grandes caudales es mejor utilizar varios compresores que uno solo, ya que de este modo, aunque se produzca el fallo de alguno de ellos, se dispone de aire para realizar las necesidades prioritarias.

El compresor se debe instalar siempre a la sombra, para que el aire esté lo más fresco posible y por tanto con la mínima humedad.

El compresor puede ser accionado por un motor térmico o eléctrico, utilizándose el primero para unidades móviles y el segundo para unidades fijas. En la figura 2.1 se representan los símbolos normalizados según CETOP para ambos motores y para el compresor.

3. Compresores de pistones

Son los más utilizados de la actualidad y todos ellos presentan la característica común de suministrar al aire comprimido a emboladas.

En la figura 2.2 muestra el esquema de funcionamiento del compresor de una etapa. Consta de un cilindro con una válvula para la admisión y otra para la impulsión. Por el interior del cilindro desliza un pistón que va unido a un mecanismo biela-manivela, el cual tiene misión de transformar el movimiento de rotación del eje del motor, en movimiento rectilíneo alternativo.

Los compresores de pistones pueden ser de una o varias etapas, los primeros se utilizan para presiones de 6 a 10 kp/cm2. Los de dos etapas se utilizan para presiones de 6 a 15 kp/cm² y con los de tres etapas se pueden conseguir presiones del orden de 250 kp/cm².

Con los compresores de pistones se consiguen las máximas presiones y caudales medios, pudiendo legar éstos a un máximo de 30.000 m³N/hora.

Los cilindros por efecto de la compresión se calientan, lo que lleva consigo un aumento de la temperatura del aire de admisión y por tanto una reducción del volumen admitido, que hace disminuir el rendimiento de la instalación. Por ello, a parte de la refrigeración del aire final de cada etapa, se realiza una refrigeración del cilindro (Figura 3) que puede llevarse a cabo de forma natural, mediante aletas dispersaras, en instalaciones de pequeña potencia, o de forma forzada, mediante aire o agua, en instalaciones de gran potencia.

En los compresores de varias etapas o cilindros, por la forma de disponer los pistones, se puede realizar la siguiente clasificación: En línea cuando los pistones están montados en un cigüeñal con arias manivelas, de modo que cada muñequilla mueve un pisón (Figura 2.4). En ángulo cuando una manivela mueve dos pistones (Figura 2.5). En estrella cuando una manivela mueve tres o más pistones (Figura 2.6)

En las industrias en que es primordial la limpieza, como los alimentos, farmacias céutica, textil, cosmética, etc. Se utiliza el compresor de membrana (Figura 2.7) que tiene la particularidad de que el aire no entra en contacto con el pistón, por lo que no absorberá aceite ni cascarillas.

Están formados por un rotor que gira de forma excéntrica en el interior de un cilindro (Figura 2.8). El rotor dispone de unas ranuras, en cuyo interior deslizan unas paletas, que por efecto de la fuerza centrífuga aseguran la estanqueidad entre el rotor y el cilindro. Las paletas dividen el juego existente entre el rotor y el cilindro en cámaras de capacidad creciente con el giro en la zona de aspiración. Posteriormente dichas cámaras decrecen de volumen, dando lugar a la compresión del aire, hasta que alcanzan la tubería de impulsión.

Con los compresores de paletas de simple etapa se pueden alcanzar presiones de 4 Kp/cm² y con los de doble etapa se pueden alcanzar hasta 8 Kp/cm².

Estos compresores no pueden suministrar presiones tan altas como los de pistones y son los que ofrecen caudales menores, llegándose a alcanzar como máximo 20.000 m³N/h; sin embargo, respecto a los pistones presentan las ventajas de poder acoplar directamente el eje del motor, sin ningún tipo de reducción intermedia, son de dimensiones más reducidas, de funcionamiento más sencillo y dan un caudal prácticamente uniforme.

5. Compresor de tornillo.

Está formado por dos o tres tornillos helicoidales que ajustan entre si (Figura 2.9). Uno de los tornillos está unido al eje motor y el otro u otros, giran por el engrane con el tornillo conductor. Los tornillos deben ser de 1’5 a 2 veces de longitud superior al paso de la hélice, ya que sólo de este modo se asegura la estanqueidad de todos los vanos.

Estos compresores son muy fiables, económicos, silenciosos y fáciles de mantener, motivos por los que están adquiriendo una gran aplicación en la industria. Con ellos se pueden conseguir presiones de hasta 20 bar y caudales de hasta 50.000 m³N/h.

5. Compresores centrífugos.

Son lo que suministran el máximo caudal y las mínimas presiones. Para llegar a alcanzar presiones de 6 a 8 bar, se necesitan de 6 a 8 etapas, consiguiéndose fácilmente caudales del orden de 100.000 m³N/hora.

Estos compresores comunican al aire una elevada energía cinética, que se transforma en energía de presión, al ser frenado el aire de la instalación.

Dependiendo de la dirección en que es alcanzado el aire se clasifican en axiales caudales y con los segundos mayores presiones.

Además presentan la ventaja de acoplar directamente el eje rotor.