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Compresor de aire

De RitchieWikies

Equipo de construcción
Este artículo también está disponible en Francés y en Inglés.
Compresor de aire Ingersoll-Rand PW185AWIR
Los compresores de aire son dispositivos usados para proporcionar energía eficiente a las herramientas y a la maquinaria de construcción. Los compresores de aire pueden operarse por motores de combustión interna y su capacidad de presurizar el aire permite a la energía ser transmitida vía tubos o mangueras.

Los compresores de aire son generalmente utilizados para transmitirle energía a los taladros de roca, a los martillos perforadores, a los motores de aire, a las bombas, y a muchos más tipos de materiales de construcción. El uso de compresores le permite a los trabajadores perforar agujeros, cortar materiales, machacar roca, verter concreto vibrado, y se utiliza constantemente en otras incontables aplicaciones de la construcción.

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[editar] Historia

[editar] La invención de Von Guericke

En 1650, un físico e ingeniero Alemán llamado Otto Von Guericke inventó una bomba de vacío y experimentó con la presión de aire y cómo esta puede ser utilizada para alcanzar diversos medios. La bomba de aire de Guericke demostró cómo el aire trabajaba con la combustión. Sus experimentos mostraron la ruta para posteriores estudios del uso de aire como compresor.[1]

[editar] Los primeros compresores de aire

El compresor conocido como el “cilindro soplador” fue el primero en ser inventado. Este fué creado en 1762 y podía producir 14.5 libras por pulgada cuadrada (kPa 99.9).[2]

En 1829, un compresor de aire compuesto fue patentado. Un poco más de 40 años después, en 1872, el compresor fue mejorado con el uso de chorros de agua que refrescaban a los cilindros. Esta invención acentuó la importancia de controlar la temperatura y la humedad del aire que estuviera siendo comprimido para una eficacia más alta de herramientas.[3]

[editar] Compresores de aire en la construcción

La primera aplicación de construcción registrada que utilizó la compresión del aire fue el Túnel del Monte Cenis en las montañas Suizas en 1857. Un dispositivo fue utilizado para distribuir el aire comprimido que fue requerido en granes cantidades. Los compresores fueron instalados en ambos extremos del túnel y el aire fue transferido por medio de tuberías a los perforadores de roca. Cuando fue completado, el aire había logrado 23.000 pies (7.010 m) de tubería con éxito.[4]

Compresor de aire portátil Leroi-Dresser Q750DC

[editar] La introducción de la neumática

Las invenciones en el compresor de aire para transferir energía de un punto A a un punto B condujeron a la invención de los tubos neumáticos en los cuales el aire fluía, creando esta energía. La neumática fue utilizada para herramientas desde fines del siglo XIX. La herramienta neumática registrada más antigua fue el taladro en 1871, inventado por Simon Ingersoll de Ingersoll-Rand.[5]

[editar] Progresos del siglo XX

Los compresores de aire llegaron a ser cada vez más avanzados debido a que la tecnología los forzó a improvisar para poder ser usados en aplicaciones y más grandes proyectos de construcción. Los compresores de flujo-axial y los compresores centrífugos aparecieron a mediados de los 1900s, junto con un control-neumático de lógica-digital.[6]

Atlas Copco. es uno de los fabricantes de compresores de aire más exitosos, en parte debido a su capacidad de adaptarse. Desde 1901, la compañía comenzó a producir compresores de aire entre otras herramientas y maquinaria manejadas con neumática. Atlas amplió el uso de compresores y herramientas neumáticas para servir a sus propias demandas, y rápidamente encontró que éstos eran necesarios dentro del sector de la construcción, justo antes del comienzo de la Primera Guerra Mundial.

En 1902, Ingersoll-Rand, con su dueño Simon Ingersoll, quién patentó el primer perforador de roca neumático, lanzó el compresor de aire portátil tipo X. Ingersoll-Rand también proporcionó compresores de aire para la construcción de Mount Rushmore en 1927, como también para el primer submarino atómico en el mundo en 1954.[7]

En 1904, Atlas Copco. introdujo el compresor de pistón, un adelanto que fue mejorado posteriormente por David Roos. Roos produjo un compresor que era ligero y eficiente en 1930. Herman Pyk y John Munck continuaron desarrollando el compresor de aire haciéndolo portátil en 1933, significando que los compresores se podrían utilizar en varias localizaciones de un emplazamiento.

En 1950, Atlas Copco comenzó a experimentar con aire libre de aceite. El compresor del tornillo fue construido por Patrik Danielsson y Alf Lysholm en 1955. Iwan Akerman hizo el compresor del tornillo libre de aceite tres años más adelante. Los adelantos fueron hechos más a fondo por Ivar Trulsson, que inventó el primer tipo compresor inmóvil sin aceite de tipo ZR.

Atlas Copco es también responsable del compresor portable del tornillo, otro dispositivo ese aire comprimido sin el uso del aceite. Esta invención 1967 se convirtió en el estándar para los productos de la compresión dentro de la industria.

Otros fabricantes importantes que entraron en el mercado de compresores incluyen a Grimmer Schmidt. Esta compañía, fundada en 1969, se convirtió en una fabricante importante con la ayuda de la tecnología monoscrew air end y scroll, la cual fue introducida a los compresores.[8]

[editar] Equipo reciente

Airtek ha puesto en marcha una línea de compresores que utilizan tecnología de un sistema de compresor de tornillo rotatorio. La Under Hood VR70 tiene una capacidad de 70 pies cúbicos (2 m3) por minuto y 174 libras por pulgada cuadrada (kPa 1.199) y fue diseñada para eliminar la necesidad de un remolque detrás de los compresores que meten en su camino en el emplazamiento. El V70 es popular por su peso ligero y su tamaño reducido. El camión V140 tiene un compresor de aire montado con 150 pies cúbicos (4.24 m3) por minuto y 175 libras por pulgada cuadrada (kPa 1.206). [9]

Ingersoll-Rand produce una amplia gama de compresores adecuados para diversos usos y ambientes. Sus compresores de tecnología de tornillos de aire rotatorios proporcionan el aire libre de pulsación, el flujo continuo de aire, y la operación silenciosa. Los modelos que tienen 5-500 caballos de fuerza están disponibles en la Serie UP 5-15HP, y 15-50HP; Serie SSR 50-100HP; Serie SSR: 125-450HP; y el SSR Two Stage 100-500HP. La línea superior de Ingersoll-Randes se enfoca más en rendimiento energético y consiste en el Nirvana: 7.5-15HP, 20-40HP, y HP 50-250. Los compresores de energía más alta se entregan a través de sus compresores libres de aceite, el Nirvana Oil-Free 50-200HP y el Sierra Oil-Free 50-400HP.[10]

Atlas Copco. lanzó una nueva gama GA de compresores de aire de inyección de aceite el 2 de abril del 2008, una línea que es respetuosa del medio ambiente mientras que también maximiza energía eficiente dentro de los compresores. La gama de compresores incluye: GA 5-11, GA 5-11 VSD, GA 11-30 VSD, y el GA 30-90 VSD.[11]

[editar] Características/cómo funciona

[editar] El concepto de los compresores de aire

Para que el aire transmita energía, necesita ser comprimido o aumentado a una presión más alta. Cuando el aire es comprimido se le da energía que puede proporcionar la energía para la maquinaria, generalmente con el uso de pistones que empujan el aire comprimido hacia adelante y hacia atrás.

La ley de Boyle indica que el volumen de gas (tal como aire) aumenta cuando la presión se disminuye en una temperatura constante. Debido a la naturaleza del aire comprimido, es inevitable que una cierta energía sea perdida en el proceso. Esta pérdida de presión es causada por la fricción del aire mientras viaja a través de las pipas o de las mangueras, por lo tanto haciendo el tamaño de la pipa/de la manguera un factor primario en la maximización de energía.

Varios compresores de aire se utilizan generalmente en conjunto el uno con uno otro para crear un sistema de distribución que lleve el aire comprimido como energía hacia diversos puntos. El aire entonces se transforma en energía para una herramienta mecánica.[12]

Compresor de aire sobre patines Ingersoll-Rand P185WJD 2002

[editar] Tipos de temperaturas de compresión

La compresión adiabática ocurre cuando el volumen de aire cambia sin un necesario cambio en la temperatura del calor.

La compresión isotérmica ocurre cuando la temperatura no cambia pero hay un cambio en el volumen de aire.

Los refrigeradores intermedios se utilizan entre las etapas de compresión para ayudar a reducir la temperatura del aire y remover la humedad del aire.

El posenfriador permite que los compresores refresquen el aire después de que sea descargado. Si la humedad no se elimina del aire, éste corre el riesgo de congelación durante el transcurso de la extensión, causando a veces que el aceite usado para lubricar las herramientas sea eliminado y vuelto menos eficaz.

Los receptores de aire también se utilizan para igualar las pulsaciones que son producidas desde el compresor. Esto remueve cualquier vapor del agua y aceite que se haya acumulado durante el proceso. El volumen de los receptores de aire debe estar de 1/10 a 1/6 al del compresor.[13]

[editar] Sistema de distribución

Un sistema de distribución está instalado para hacer la mayor parte del aire comprimido para aplicaciones en construcciones de gran tamaño. Cuando el aire comprimido viaja de su punto de creación a la herramienta, la presión disminuye, causando una pérdida de energía. El sistema de distribución tiene la meta de reducir la pérdida de energía usando las pipas que lo suficiente grandes para que la presión no se amplíe más de un 10 por ciento de la cantidad original de presión. Mangueras más cortas pueden ser utilizadas, lo cual significa menos escape de presión.

Cuando un proyecto requiere una cantidad significativa de aire comprimido por minuto, un colector de aire puede asistir con esto. Los colectores de aire tienen pipas que son mucho más grandes en diámetro y permitan que el aire comprimido pase a través de diversos sistemas sin el miedo de “pérdida de línea-de-fricción”.[14]

[editar] Tipos

Los compresores pueden venir en diversos tipos con características selectas. Pueden ser inmóviles o portátiles. Los compresores inmóviles son mejor utilizados para las aplicaciones que enduran los largos periodos de un sitio fijo, mientras que el portátil se utiliza en sitios donde hay constante movimiento. Los compresores portátiles por lo tanto se hacen con ruedas neumáticas, ruedas de acero u esquís y son accionados por gas o motores diesel. El tipo más común de compresor portátil usado en proyectos de construcción es el compresor de tornillo rotatorio.

Los compresores pueden proporcionar un flujo de energía intermitente, también conocido como desplazamiento positivo, o un flujo continuo de energía, que se puede apreciar en el flujo centrífugo y axial (para los líquidos).

Compresor de aire portátil Atlas Copco XASE1600GD 2001

Estos compresores son los más conocidos y comunes. Para verlos aquí y observar sus diferencias los dividimos en dos tipos diferentes. Los Rotativos (lóbulos, tornillo o paletas) y los Alternativos (pistones).

[editar] Compresores dinámicos (flujo continuo)

[editar] Compresores centrífugos

El compresor centrífugo es un dispositivo que aumenta el volumen mediante el uso de la velocidad de girar a una fila de paletas o de ventiladores. El aire abre su camino hacia el ventilador y es girado mientras se encuentra dentro del dispositivo centrífugo y es liberado por la fuerza de la velocidad del centrífugo. Son beneficiosos para las empresas de la construcción porque generalmente son bajos en costos pero tienen un bajo ratio de capacidad de presión.

[editar] Compresores de flujo axial

Los compresores de flujo axial consisten en el rotor o las láminas giratorias, y las láminas fijas. Una “etapa” ocurre cuando una fila de láminas del rotor pasa a través de las láminas fijas. El aire se empuja a través de la parte posterior de las paletas fijas, usando esta velocidad para producir energía. El ratio de la presión es típicamente 1:2:1 pero puede aumentar a medida que las etapas continúen.[15]

[editar] Fabricantes conocidos

[editar] Imágenes adicionales

Compresor de aire Atlas Copco XAHS365MD
Compresor de aire portátil Sullair 185HDPQ 2003

[editar] Referencias

  1. Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
  2. Air Compressors. E Compressed Air. 2008-09-24.
  3. Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
  4. Air Compressors. E Compressed Air. 2008-09-24.
  5. Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
  6. Pneumatic. About.com. 2008-09-24.
  7. History. Ingersoll Rand. 2008-09-24.
  8. Info. Gimmerschmidt. 208-09-24.
  9. Underhood. Airteksystems. 2008-09-24.
  10. Rotary. Ingersoll Rand. 2009-09-24.
  11. All News. Atlas Copco. 2008-09-24.
  12. Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
  13. Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
  14. Peurifoy, Robert and Schexnayder, Clifford. Construction, Planning, Equipment, and Method. McGraw Hill: New York, 2002.
  15. The Compressor. Aox. 2008-09-24.