Compresores de Aire: Componentes, Funcionamiento y Seguridad en Entornos Industriales

Compresores de Aire: Componentes, Funcionamiento y Seguridad

Componentes de un Compresor de Aire

Un compresor de aire se compone de los siguientes elementos:

• Cilindro de almacenamiento
• Motor eléctrico de accionamiento
• Polea trapezoidal
• Volante del compresor
• Cubierta protectora o cubre volante
• Block o carcasa de compresor
• Cilindros de compresor
• Pistones
• Segmentos o aros
• Válvula de descarga
• Tapa de cilindro
• Eje de cigüeñal
• Brazo de biela
• Cojinetes
• Pie de biela
• Cabeza de biela
• Perno pistón
• Anillos de estanqueidad o retenes
• Cárter o recipiente contenedor de aceite
• Manómetro de presión
• Presostato
• Aletas de refrigeración
• Filtro de aire
• Cámara de compresión
• Conductos de refrigeración de aire comprimido
• Válvulas de seguridad
• Válvula de desagote o descarga
• Válvula de descarga del aire comprimido
• Manguera de aire comprimido

Materiales y Especificaciones Técnicas

Cada una de estas partes está fabricada con diferentes materiales, que incluyen:

• Cilindro: Hierro de un centímetro de espesor
• Poleas: Fundición de hierro
• Eje de cigüeñal y brazo de biela: Acero al tungsteno o molibdeno
• Pistones: Aluminio
• Válvula de carga y descarga: Láminas de acero calibradas
• Carcasa o cuerpo: Fundición de hierro
• Cárter: Fundición de hierro
• Deflectores y cilindros: Fundición de hierro
• Correa: Goma entelada
• Motor eléctrico: Carcasa de hierro, eje o rotor de hierro, campos o bobinados de cobre

Funcionamiento y Partes Relevantes

Un compresor de aire toma aire del ambiente a presión atmosférica, lo comprime y lo proporciona a una presión superior. El proceso se describe a continuación:

1. El motor eléctrico suministra movimiento rotatorio a la primera polea.
2. La primera polea, a través de una correa de goma entelada, transmite el movimiento a la segunda polea.
3. La segunda polea está conectada al cigüeñal, que a su vez está conectado al brazo de biela mediante el pie de biela.
4. El brazo de biela está conectado al pistón mediante la cabeza de biela, dentro de un cilindro.
5. El movimiento del cigüeñal, transmitido por la biela, genera un movimiento de vaivén en el pistón.
6. Cuando el pistón desciende desde el punto muerto superior (PMS), se expande el volumen nocivo (Vn) hasta alcanzar la presión atmosférica.
7. En este punto, se abre la válvula de admisión y el aire del ambiente ingresa al cilindro.
8. El pistón continúa bajando hasta el punto muerto inferior (PMI), aumentando el volumen aspirado.
9. Al ascender, el pistón comprime el aire adiabáticamente hasta que la presión abre la válvula de descarga.
10. El aire sale a una presión mayor a la atmosférica y constante hasta que el pistón llega nuevamente al PMS.
11. Este ciclo se repite varias veces por minuto.

Para generar presiones elevadas, se utilizan dos o más etapas. El aire de la primera etapa (baja) entra a otro cilindro donde se comprime nuevamente (alta) hasta alcanzar la presión final. La compresión genera calor, por lo que se refrigera el aire entre etapas mediante deflectores y la corriente de aire generada por la segunda polea. El segundo cilindro tiene un pistón de menor diámetro, ya que empuja aire previamente comprimido.

Además, el compresor cuenta con un presostato que detiene el proceso cuando la presión del tanque es muy elevada y lo reinicia cuando es baja. También incluye válvulas de seguridad, una purga para eliminar el agua del tanque y un cárter con aceite y retenes para evitar fugas.

Las partes más relevantes del compresor son el pistón, el cilindro del pistón, el motor eléctrico, las poleas, el cigüeñal y el tanque contenedor. Sin embargo, todas las partes son importantes, ya que la falla de un pequeño componente puede detener el proceso o causar problemas graves.

Relación con el Entorno y Medidas de Seguridad

La ubicación del compresor en un entorno de taller debe ser cuidadosamente considerada. Por seguridad, no debe estar en un lugar de tránsito de personas, especialmente en entornos educativos. Los compresores no solo generan gases que pueden ser tóxicos, sino que también pueden ser peligrosos si falla alguna válvula de seguridad.

En un entorno industrial, un compresor debe instalarse en una garita aislada con ventilación adecuada para evitar riesgos.

Medidas Preventivas

• El transporte en suspensión se efectuará mediante un eslingado a cuatro puntos del compresor, garantizando la seguridad de la carga.
• Se estacionará con la lanza de arrastre en posición horizontal y las ruedas sujetas con tacos antideslizamiento.
• Se utilizarán compresores "Silenciosos" para disminuir la contaminación acústica, especialmente en recintos cerrados o núcleos urbanos.
• Las carcasas protectoras estarán siempre cerradas para prevenir atrapamientos y reducir el ruido.
• La zona de ubicación del compresor se acordonará en un radio de cuatro metros, con señales de "Obligatorio el uso de protectores auditivos".
• Los compresores "No silenciosos" se ubicarán a una distancia mínima de 15 metros del área de trabajo con martillos o vibradores.
• Se controlará el estado de las mangueras y se comunicarán los deterioros detectados diariamente.
• Las mangueras de presión se mantendrán elevadas a 4 metros o más en los cruces sobre caminos internos.