COMPRESORES

INTRODUCCIÓN

Una de las formas para producir energía, más antiguas, seguras, económicas, eficientes, conocidas y utilizadas por el hombre –desde la época de los griegos y hasta la actualidad– es el aire comprimido. Sus propiedades lo hacen versátil y adaptable a la mayoría de los procesos de automatización industrial.

Desde siempre, el hombre se ha ingeniado la forma para utilizar y transformar, los recursos naturales en combustible y energía: agua, madera, petróleo, carbón y hasta aire, han sido aprovechados en pro del desarrollo industrial.

La primera utilización de aire comprimido de la que se tiene registro histórico, se dio hace más de dos mil años, en Grecia, cuando Ktesibios (1) lo utilizó para producir presión de vapor y de esta forma, mover las catapultas. Luego, en el siglo I a.C., se crearon mecanismos con los que, mediante el uso de aire caliente, los fieles del Templo de Alejandría ograban la apertura de las puertas; pero sólo es hasta el siglo XIX, cuando aparecen las primeras máquinas que aprovechan aire comprimido para accionar diversos mecanismos, como el sistema de propulsión en las locomotoras. (Rojas, 2006).

COMPRESORES

Un compresor es una máquina capaz de elevar la presión del gas que maneja. En la industria la misión de los compresores es:

• Alimentar la red de aire comprimido para instrumentos

• Proveer de aire para combustión;

• Recircular gas a un proceso o sistema;

• Producir condiciones idóneas para que se produzca una reacción química;

• Producir y mantener niveles de presión adecuados por razones de proceso de torres;

• Alimentar aire a presión para mantener algún elemento en circulación. (Perez, 2006)

El compresor de aire, también llamado bomba de aire, es una máquina que disminuye el volumen de una determinada cantidad de aire y aumenta su presión por procedimientos mecánicos. El aire comprimido posee una gran energía potencial, ya que si eliminamos la presión exterior, se expandiría rápidamente. El control de esta fuerza expansiva proporciona la fuerza motriz de muchas máquinas y herramientas. (Fica, 2005)

FUNCIONAMIENTO DE UN COMPRESOR

Los compresores pueden ser usados para aumentar la presión o flujo de un gas (aire,amoniaco, GNC, nitrógeno, CO2, etc.). A veces esto es intermitente (un taller, gomería, restaurante, planta procesadora pequeña,etc.) a veces continuo (bombeo de gasoductos, embotelladoras de gaseosas o cerveza, sopladores de bolsas y envases plásticos, etc.). El uso para aumentar presión puede ser para uso directo como inflar neumáticos (llantas), limpiar piezas, desempolvar, etc. o para accionar algún equipo como sistema de lubricación neumática, equipos de perforación, válvulas de control, etc. Cada tipo de compresor tiene ventajas para aplicaciones específicas, y los materiales utilizados en su construcción son compatibles con ciertos gases y/o aceites, limitando su ínter cambiabilidad.

Los compresores en general son similares a bombas que utilizamos para bombear líquidos. Por lo que en general los líquidos no pueden ser comprimidos utilizando un equipo similar al compresor La bomba aumenta presión o flujo en una relación directa.

El funcionamiento básico.

En su forma más simple, el inflador de bicicleta es un compresor. Al empujar un lado, el aire en el otro lado es comprimido si la salida es tapada o conectada al neumático. El aire frío entra el compresor donde la energía usada para comprimirlo es convertida a un aumento de presión y temperatura, reduciendo el volumen final. Para los que hemos inflado neumáticos a cuatro mil metros sobre el nivel del mar, es fácil comprender que entre más denso el aire de la entrada (o mayor presión), más presión saldrá de esta operación. (Windman, 2010)

Válvulas

En la regulación de los distintos procesos de una planta industrial tendrán un papel fundamental las válvulas. Con ellas podremos controlar los caudales de las distintas corrientes implicadas en el proceso, además de las condiciones internas de presión de depósitos y recipientes.

Una válvula consistirá básicamente en un cuerpo principal dentro del cual van alojados el obturador y los asientos, elementos que me definirán el paso de fluido permitido en cada momento. El obturador consiste en un mecanismo móvil que varía su posición con respecto al asiento, siendo el caudal de paso directamente proporcional a la superficie libre existente entre el embolo y el asiento. Por su diseño deberá acoplar perfectamente sobre el asiento para proporcionar un cierre hermético cuando la válvula esté cerrada. El movimiento del obturador estará comandado por un vástago al que es solidario, siendo este el elemento donde físicamente se actúa para controlar la posición del obturador. Su movimiento podrá ser lineal o rotativo dependiendo del diseño de la válvula.

Fluidización y transporte neumático

En un lecho fluidizado participan dos fases: un sólido y un fluido (gas o líquido).

Si un fluido fluye a través de una capa de material sólido granulado en reposo a una velocidad suficiente (velocidad de fluidización), las partículas sólidas individuales que forman la capa quedan suspendidas.

Este fenómeno se denomina fluidización. El lecho fluidizado que así se origina se comporta de forma similar a un líquido en términos de flujo y termodinámico.

Si la velocidad es excesiva, las partículas son extraídas del lecho fluidizado. Comienza el transporte hidráulico o neumático.

Las grandes superficies de contacto existentes entre el sólido y el fluido favorecen los procesos de transporte de calor y materia entre las partículas y el fluido, así como entre las partículas entre sí.

Un campo de aplicación es la combustión en lecho fluidizado.

En este caso, la combustión tiene lugar en un lecho fluidizado formado por de combustible triturado, con aplicación de aire caliente. El principio del lecho fluidizado permite trabajar con temperaturas de combustión más bajas.

Gracias a esto se pueden mantener las emisiones de óxidos de nitrógeno en un nivel de concentración muy bajo.

TIPOS DE COMPRESORES

Existen diferentes tipos de compresores,

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