Los compresores de aire generan calor, sin importar el tipo de compresor. Cuando este calor es excesivo vamos a tener un impacto en su eficiencia y en la operación. El enfriamiento y ventilación del equipo nos pueden ayudar al mantenimiento del equipo y evitar paros no programados. A continuación, lo explicamos detalladamente.
¿Por qué es importante el enfriamiento?
Cuando se comprime un gas (en este caso aire) a un menor volumen aumenta su temperatura. En el caso de los compresores industriales, cuando succionan el aire del ambiente a 24°C, en la descarga la temperatura del aire puede ser de 90°C o más. Esto genera dos problemas:
- El aire a mayor temperatura, concentra más vapor de agua. Cuando la temperatura del aire baja en el almacenamiento o la distribución, ocurre condensación, el vapor de agua se convierte en líquido y esto puede generar corrosión en el instrumental neumático.
- Los compresores de aire son diseñador para operar en un rango de temperatura. La operación del equipo fuera de ese rango de temperatura ocasiona que el lubricante se desgaste, ya que la humedad aumenta la acidez del aceite. Con esto se reduce la vida útil del lubricante y las partes metálicas en movimiento del compresor no son lubricadas adecuadamente.
Métodos de enfriamiento para el aire comprimido:
Hay una serie de técnicas de enfriamiento que se pueden usar solas o combinadas, según el costo y la complejidad del compresor y el rendimiento y la vida útil esperados. Estos son:
El enfriamiento por aceite utiliza el aceite que se inyecta en un compresor para lubricar y sellar. En un compresor rotativo, el aceite absorbe calor a medida que se mueve alrededor de los tornillos. A medida que el aceite recircula, pasa a través de un intercambiador de calor donde el calor se disipa al aire. Para maximizar la transferencia de calor, algunos compresores tienen un ventilador que sopla aire sobre el radiador.
Los compresores de dos etapas utilizan un inter-enfriador entre la primera y la segunda unidad. Esto reduce la temperatura del aire comprimido antes de que pase por la segunda etapa. Los inter-enfriadores son un tipo de radiador en el que la energía del aire caliente se transfiere al aire ambiente.
La refrigeración por aire forzada se refiere a soplar aire sobre la carcasa del compresor y, en el caso de los compresores de dos etapas, el inter-enfriador. La mayoría de los compresores utilizan ventiladores axiales o centrífugos, estos últimos se encuentran en unidades de mayor capacidad y calidad.
La refrigeración por agua es muy similar al sistema de refrigeración utilizado para el motor de un automóvil. El agua se bombea a través de una tubería alrededor del cuerpo del compresor, donde recoge el calor que posteriormente se vierte en un radiador.
La convección natural se refiere a las características que aumentan el área de la superficie y maximizan la oportunidad de que el calor se mueva hacia el aire circundante. Estas características, generalmente aletas de varios tipos, se emplean a menudo junto con la refrigeración por aire forzado.
El impacto de la ventilación del cuarto de compresores
Es común que los compresores sean colocados en un cuarto o área exclusiva. Esto se hace para minimizar el ruido en el lugar de trabajo y controlar la temperatura de funcionamiento del compresor. Sin embargo, este cuarto de compresores a veces puede crear tantos problemas como resuelve.
El enfriamiento se basa en mantener un gran diferencial de temperatura entre el calor del compresor y su entorno. Si bien el aire ambiente no alcanzará las temperaturas de descarga del compresor, un gabinete mal diseñado podría hacer que esté mucho más caliente de lo previsto.
Un problema común es que el aire de escape regrese al gabinete. Esta recirculación puede elevar la temperatura significativamente. Otros problemas incluyen tener muy poco flujo de aire a través del gabinete y muy poco espacio libre en el interior. Ambos pueden resultar en temperaturas de funcionamiento muy por encima de los niveles de seguridad sugeridos.
También es importante considerar que entre mayor sea la temperatura en el cuarto de compresores, las moléculas de aire tienen una mayor dilatación entre sí; lo cual ocasiona que al compresor le cuete más trabajo realizar su labor de compresión.
Recomendaciones
Revisar la posición del compresor en su área designada. Es recomendado que exista una separación de un metro entre el compresor y paredes, esto para que tenga el suficiente espacio y ventilación para succionar aire fresco.
Es importante que exista una fuente de aire fresco y seco hacia el cuarto de compresores. Esto normalmente a través de un ducto de ventilación posicionado lo más cercano al nivel del piso.
Para los compresores que tienen un radiador, es recomendado instalar una campana y ducto que lleve el aire caliente que se expele hacia afuera del cuarto de compresores, y evitar que este aire recircule nuevamente hacia el cuarto.
En dado caso que nuestro compresor cuente con un gabinete acústico, es importante no operarlo con las puertas abiertas, ya que esto ocasiona que la circulación del aire no sea la adecuada y aumente la temperatura del equipo.
También es importante la limpieza del compresor, sobre todo “sopletear” constantemente el radiador para evitar la acumulación de polvo que hace que trabaje a mayor temperatura. Es recomendado la limpieza del ventilador de enfriamiento.
De igual forma, cambiar el filtro de aire y aceite, acorde a los lapsos de mantenimiento establecidos para el manual de usuario del equipo. En ambientes en donde hay mucho polvo, es recomendado revisar los filtros de aire y cambiarlos si están muy sucios ya que esto también genera un aumento en la temperatura del equipo.
Para los compresores de tornillo que operan continuamente, es recomendado, en la mañana revisar el tanque de aceite, realizar una purga manual para verificar si tenemos condensados en el tanque y removerlos antes de operar el equipo.
Realizar un muestro y análisis de aceite nos puede indicar si nuestro compresor está operando en alta temperatura o si hay presencia de humedad excesiva.