¿Cómo funcionan los compresores de aire sin aceite?

El aire comprimido es tan bueno como su pureza. La exposición al aceite dificulta mantener el aire limpio, lo que aumenta los costes. Para solucionar este problema, muchas empresas utilizan compresores de aire exentos de aceite o sin aceite. Un compresor de aire exento de aceite es similar a un compresor con inyección de aceite, pero no utiliza aceite para la lubricación.

Hoy en día, los compresores exentos de aceite son cada vez más comunes porque ofrecen ahorro de costes, tienen un impacto medioambiental mínimo y proporcionan un rendimiento fiable. Obtenga más información sobre cómo funcionan estas máquinas y cómo pueden beneficiar a su aplicación.

Cómo funcionan los compresores de aire sin aceite

Los compresores de aire exentos de aceite no tienen contacto mecánico dentro de la cámara de compresión o utilizan materiales alternativos para proteger el mecanismo sin lubricación.

La mayoría de los compresores sin aceite utilizan otros materiales, como agua o un revestimiento de teflón, para mantener el mecanismo en funcionamiento. Dado que la lubricación de los cojinetes y los engranajes es externa a la cámara de compresión, un sellado adecuado evita que el aceite contamine el aire comprimido. El resultado es un suministro de aire 100% libre de aceite. Algunos diseños sin aceite han eliminado incluso el contacto metal-metal dentro de la cámara de compresión, eliminando por completo la necesidad de lubricación a base de aceite y sintética.

Estas ventajas de pureza y medioambientales a menudo se traducen en otros ahorros que pueden reducir sus costes generales de propiedad. A continuación se indican algunos aspectos que debe tener en cuenta si está pensando en cambiar a un modelo sin aceite:

1. No es necesario recoger ni eliminar el condensado cargado de aceite.
2. Los filtros de abajo tienen una necesidad de sustitución reducida, porque no están filtrando aceite.
3. Los costes de energía se reducen al mínimo porque no es necesario aumentar la fuerza -algunas unidades inundadas de fluido pueden sufrir una caída de presión aguas abajo debido a la filtración.
4. Reducción de los costes de aceite, ya que no es necesario rellenar continuamente el compresor.
5. Normalmente, estas unidades pueden descargarse en los dos segundos siguientes a la orden de descarga y utilizarán alrededor del 18% de su potencia de carga completa cuando se descarguen.

Ese ahorro puede ser muy tentador. Para ver si puede hacer uso de los compresores sin aceite, necesitará saber cómo funcionan los compresores, cómo se comparan con otros tipos de modelos y en qué aplicaciones funcionan mejor.

Contacto con nosotros Más información Encuentre un concesionario cerca de usted

Compresores sin aceite y aire de clase cero

Las frases "libre de aceite" y "técnicamente libre de aceite" se utilizan a menudo para identificar la pureza del aire comprimido. Estas frases se correlacionan con diferentes clasificaciones de compresores de aire, que en última instancia dependen de las normas mundiales establecidas por la Organización Internacional de Normalización (ISO).

Los compresores de aire se clasifican en función del grado de limpieza del aire tras la compresión, desde la clase ISO 0-5. El aire de clase cero es el de mayor calidad posible y la opción más limpia para aplicaciones sensibles.

• Los compresores exentos de aceite cumplen la certificación ISO Clase Cero. Proporcionan un suministro de aire 100% exento de aceite para aplicaciones sensibles. Aunque pueden tener costes iniciales más elevados, los compresores exentos de aceite son más seguros para garantizar que ninguna contaminación llegue al producto final.
• Los compresores "técnicamente exentos de aceite" se clasifican como Clase 1 de la ISO. Estos compresores son en realidad modelos lubricados con aceite y, por tanto, corren el riesgo de contaminarse. Utilizan filtros extractores de aceite para eliminar la mayor parte de las partículas de aceite durante la compresión. Sin embargo, estos compresores de aire no pueden garantizar un aire 100% libre de aceite.

Compresores con inyección de aceite frente a compresores sin aceite

El mejor compresor de aire para sus instalaciones dependerá de su aplicación específica. El aire comprimido exento de aceite es fundamental para muchas aplicaciones en las que la contaminación por aceite puede dañar los equipos de producción o provocar el deterioro y la retirada de productos. Estos compresores son la solución perfecta para garantizar que sus procesos cumplen las normas más estrictas de pureza del aire. Por el contrario, los compresores con inyección de aceite suelen tener un diseño más duradero y pueden durar más que los modelos exentos de aceite.

Cuando la elección se reduce a un compresor de aire sin aceite frente a las alternativas con inyección de aceite, las siguientes consideraciones pueden ser esenciales para ayudarle a encontrar la mejor opción:

• Calidad del aire: Los compresores sin aceite proporcionan la mejor calidad de aire posible, lo que significa que no hay riesgo de contaminar su producto final o proceso con aceite.
• Niveles de ruido: Aunque los compresores con inyección de aceite suelen tener una mayor durabilidad, a menudo producen más ruido que los compresores sin aceite como resultado.
• Uso de energía: Los compresores sin aceite minimizan las fugas y el uso de energía, lo que puede ayudar a reducir los costes de mantenimiento y la factura energética.
• Impacto medioambiental: El aire sin aceite ayuda a garantizar un mejor cumplimiento de la normativa internacional de protección del medio ambiente.

Un compresor de aire con inyección de aceite puede ser la opción más rentable para aplicaciones en las que las ventajas anteriores no son necesarias para mejorar la eficiencia o mantener la seguridad. Sin embargo, en situaciones en las que el riesgo de contaminación por aceite es demasiado alto, como el procesamiento de alimentos o los servicios médicos, se requieren compresores de aire sin aceite.

Pasos funcionales del funcionamiento de los compresores de aire sin aceite

La mejor manera de entender cómo funcionan los compresores de aire sin aceite y por qué duran tanto es repasando cada función paso a paso. Repasemos cómo un compresor de aire sin aceite empieza a funcionar y le proporciona el aire comprimido que necesita.

1. Dibujo en el aire

Los compresores de aire sin aceite comienzan introduciendo aire exterior a través de su válvula de descarga y haciéndolo pasar por un filtro (o filtros) de aire de entrada para garantizar que el aire esté limpio. El filtro limitará los daños a su compresor y a sus componentes internos. Estos filtros suelen ser lo suficientemente finos como para mantener alejados el polvo, la suciedad y los pequeños residuos.

La válvula de descarga se abre para ayudar al compresor a bombear aire en su cámara, colocándolo en posición de "carga". Cuando la válvula se cierra, el compresor pasa a la condición de "descargado" y comienza a funcionar. Cuando su compresor está funcionando y suministrando activamente aire comprimido, normalmente no podrá aspirar más aire.

Cuando usted enciende su compresor y éste comienza a aspirar aire a través de una válvula de descarga abierta, el primer destino del aire es el elemento compresor de baja presión.

2. Primer elemento compresor

Probablemente haya notado que su compresor de aire puede crear calor, y esto a menudo tiene que ver con el elemento compresor de baja presión, porque está trabajando sin aceite.

El elemento compresor medio funciona a unos 2,5 bares, y la sola compresión del aire puede hacer que la unidad funcione a una temperatura de hasta 180 grados. Esto puede suponer más del doble de la temperatura que alcanzan los compresores lubricados por aceite, debido a la falta de un medio fluido que elimine el calor.

Los elementos libres de aceite comenzarán a comprimir el aire y luego lo moverán a través de su compresor para enfriar el aire y poder utilizarlo en sus aplicaciones.

3. Acceso al intercooler

Después de la compresión inicial, los pistones empujan el aire a través de un intercooler, donde el aire se enfría para poder seguir comprimiéndose. Dependiendo de su compresor específico, este paso lo llevará a la segunda fase de compresión o a la final.

La compresión del aire genera calor que limita el contenido de oxígeno del aire, reduciendo así su densidad. El enfriamiento del aire actúa esencialmente como un método sencillo para permitir que el aire más denso y rico en oxígeno sea utilizado de nuevo por el motor, lo que a su vez proporciona más combustible y mejora la potencia cuando el compresor de aire trabaja con un motor de combustión.

Los intercoolers son esenciales por dos razones. En primer lugar, enfrían el aire a una temperatura adecuada para minimizar el riesgo de cualquier daño relacionado con el calor. En segundo lugar, los intercoolers permiten comprimir el aire a una presión mucho más alta en las bombas de dos etapas, y el proceso de enfriamiento significa que la segunda etapa se desgastará menos.

El aire de refrigeración puede provocar cierta condensación, y los intercoolers vienen con filtros estándar diseñados para eliminar la humedad y el agua del aire. Por lo general, verá este filtro como una trampa de humedad.

Después de que el aire se enfríe, se devuelve al compresor para comprimirlo más.

4. Segundo, compresión de mayor presión

El aire volverá a la cámara principal de su compresor de aire -o a la segunda cámara, dependiendo de su diseño- y será comprimido aún más por un elemento de alta presión. La presión máxima que alcanzará suele oscilar entre 116 y 145 psig.

El aire vuelve a estar muy caliente debido a la falta de lubricación de los elementos circundantes, por lo que será necesario volver a enfriarlo.

5. Preparación del aire y acceso al posenfriador

Durante su segunda fase de compresión, el aire alcanzará temperaturas de unos 150 grados, lo que requiere un enfriamiento adicional antes de poder utilizarlo en otros equipos. El posenfriador es el destino del aire tras sus últimas fases de compresión, y este enfriamiento permite almacenarlo adecuadamente.

A medida que el aire fluye hacia el posenfriador, pasará a través de una válvula de retención diseñada para evitar cualquier reflujo, asegurando que el aire continúe comprimiéndose y llenando su tanque. El reflujo dañará su equipo y causará un fallo importante en el compresor de aire.

Muchos compresores -especialmente los alternativos- están equipados con amortiguadores de pulsaciones, que se sitúan justo antes del refrigerador posterior. El amortiguador está diseñado para reducir las pulsaciones y vibraciones causadas por el compresor de aire cuando utiliza la aspiración y abre las válvulas de descarga.

Las pulsaciones pueden reverberar a través del sistema de tuberías, y estas vibraciones dificultarán que sus herramientas y maquinaria midan la presión del aire y la utilicen correctamente.

El aire se almacena finalmente o se envía a su equipo para su uso.

6. Presostatos

El equipo de detección del depósito de su compresor de aire controlará el nivel de aire que tiene. Cuando caiga por debajo de un nivel especificado, el compresor de aire se volverá a encender y empezará a trabajar para reconstruir el aire presurizado en el tanque. El presostato es lo que se utiliza para controlar y encender el compresor.

• Los presostatos suelen estar conectados a la válvula de descarga, aunque a veces la válvula es interna.
• Los presostatos vienen ajustados de fábrica y llegan a niveles predefinidos.

El aceite de los compresores de aire sin aceite

Recuerde que los compresores de aire contienen aceite que reside en la caja de engranajes, nunca en contacto con el compresor.

La caja de engranajes del compresor de aire acciona los dos elementos del compresor con el electromotor. Las cajas de engranajes necesitan lubricación para funcionar correctamente y su sustitución puede resultar costosa, por lo que los controles de mantenimiento deben revisarse periódicamente. El aceite de la caja de engranajes lubrica los engranajes y cojinetes internos, así como el cojinete y el engranaje de distribución situados dentro de cada elemento del compresor.

Un cárter de aceite bombea el aceite desde el interior de la caja de cambios. A continuación, un enfriador de aceite y un filtro lo enfrían antes de transferirlo para refrigerar el compresor y las piezas de la caja de cambios. Los filtros eliminan los residuos durante esta acción.

Los elementos internos de la caja de cambios reciben un tratamiento lubricante de larga duración. Esto supone un mayor esfuerzo para el motor con el paso del tiempo, pero ayuda a que los modelos exentos de aceite requieran menos mantenimiento diario del compresor de aire.

Diferentes elementos de refrigeración por compresión

Comprender la presurización general de los compresores de aire es bastante sencillo, ya que suele funcionar de la misma manera en las unidades con y sin inyección de aceite.

Para los compresores exentos de aceite que estamos estudiando, existen dos métodos principales para refrigerar el propio compresor: Agua y aire. Los compresores refrigerados por aire, que suelen ser compresores de tornillo rotativo, utilizan aire exterior para refrigerar el aire comprimido y el aceite utilizado en la caja de engranajes. El aire circula y aleja el calor de los componentes internos, así como de las piezas que albergan el aceite, lo que ayuda a eliminar el calor de los elementos de su compresor.

Las máquinas refrigeradas por agua tienen un sistema de refrigeración en dos partes. El agua se mueve cerca de cada elemento, se calienta y fluye lejos de los componentes, se condensa y se enfría y luego se mueve de nuevo hacia el equipo (a menudo a través de la gravedad). Estos sistemas tendrán un circuito de refrigeración por agua utilizado para el aceite, el intercooler y el elemento de baja presión. El segundo circuito sirve para enfriar el elemento de alta presión y el posenfriador.

¿Cuánto duran los compresores sin aceite?

Por lo general, un compresor sin aceite no durará tanto como un modelo lubricado con aceite porque su prelubricación se desgastará y degradará gradualmente con el tiempo. Los compresores sin aceite también suelen utilizar un motor universal, que no durará tanto como un motor de inducción.

El revestimiento de teflón que se suele utilizar para lubricar el cilindro interno simplemente se desgasta con el tiempo, y este desgaste puede aumentar cuando un compresor sin aceite se utiliza a temperaturas extremas o durante largos periodos de tiempo. Si está atento, puede hacer que un compresor sin aceite dure años, pero esto requiere más tiempo y dinero (normalmente) que un compresor de aire lubricado con aceite.

Si quiere prolongar la duración de su compresor sin aceite, un buen mantenimiento es su mejor amigo. Los compresores de aire tienen muchas piezas móviles que pueden causar un desgaste importante, así que asegúrese de mirar en su interior al menos una vez al mes. Compruebe los elementos con lubricación permanente, como el revestimiento de teflón del cilindro y las juntas de anillo de teflón o de carbono.

Problemas de calor

Parte del funcionamiento de los compresores de aire sin aceite incluye una importante generación de calor. Cuanto más se esfuercen o cuanto más alta sea la presión, más probable será que el compresor de aire se muela a sí mismo o genere suficiente calor para quemar o deformar los componentes.

Los compresores de aire exentos de aceite suelen tener un espacio libre más reducido que sus homólogos con inyección de aceite, lo que significa que puede haber menos espacio para que tomen y muevan suficiente aire para que circule y se enfríe adecuadamente. Para evitarlo, debe hacer funcionar el compresor sólo con las especificaciones fabricadas y asegurarse de que dispone de suficiente espacio alrededor de la unidad para mantener sus conductos de escape y admisión libres de polvo y suciedad que causen calor.

Tipos de compresores de aire

Cuando esté listo para elegir un compresor de aire, es importante entender los tres tipos principales de compresores. El método de compresión puede influir en su capacidad para producir un nivel de potencia más alto, ser más portátil o mantener una presión más constante.

Reciprocante

Los compresores de aire alternativos utilizan el desplazamiento positivo, que genera presión de aire a través de dos lados que proporcionan succión o descarga. El desplazamiento positivo es adecuado para comprimir pequeñas cantidades de aire a altas presiones y puede disipar rápidamente el calor de la compresión.

Los compresores alternativos suelen tener una potencia menor que otros, pero pueden alcanzar presiones relativamente altas. Los compresores alternativos no lubricados suelen utilizar un anillo de pistón de teflón en lugar de aceite. El anillo de teflón significa que no es necesario lubricar los pistones, los anillos y los cilindros porque el material reduce el desgaste. Para mejorar la vida útil, estas unidades también suelen optar por piezas de aluminio en lugar de hierro fundido.

Los anillos de teflón tendrán que ser sustituidos regularmente, pero presentan poco riesgo de contaminación para el compresor.

Tornillo giratorio

Los compresores de aire de tornillo rotativo también utilizan el desplazamiento y generan la compresión del aire haciendo funcionar un sistema de tornillos entrelazados que aspiran aire y luego lo presurizan en un área pequeña.

Los compresores de tornillo rotativo sin aceite optan por juntas de anillo de carbono sin contacto para ayudar a su refrigeración. Estas juntas impiden que el aceite entre en la corriente de aire dentro de la unidad de compresión de aire. Se utiliza un refrigerante seccionado que se mantiene al otro lado de la junta para facilitar la refrigeración.

Los tornillos rotativos sin aceite pueden ver la acumulación de calor con el tiempo, ya que normalmente carecen de la capacidad de estrangular la entrada, lo que hará que aquellos con grandes demandas opten por los modelos inundados.

Compresores Scroll

La tecnología scroll es un sistema avanzado de compresión de aire que incluye una espiral móvil y otra estacionaria, que trabajan juntas para introducir el aire en la cámara para su compresión. El aire se comprime dentro de la espiral disminuyendo el volumen del aire, y luego dirigiendo el aire al centro del compresor para que se enfríe.

La mayor ventaja de esta tecnología es que no hay fricción ni desgaste residual en el sistema porque las espirales nunca entran en contacto entre sí. En muchos casos, estos compresores también funcionan de forma más suave, produciendo un sonido diferente al de otros compresores. Algunos pueden necesitar lubricante, pero muchos modelos comunes funcionan con un diseño sin aceite.

Ventajas de los compresores de aire sin aceite

Los compresores exentos de aceite tienen muchas ventajas para los usuarios, como:

• Menos mantenimiento: El aire comprimido exento de aceite requiere mucho menos mantenimiento que el aire comprimido con inyección de aceite. Los compresores rellenos de aceite necesitan cambios periódicos de aceite, lo que puede resultar caro. Los usuarios también tienen que desechar de forma segura el aceite caducado, lo que supone un coste aún mayor. Sin embargo, los compresores exentos de aceite no requieren cambios manuales de aceite. El requisito de mantenimiento más importante es vaciar el depósito después de cada uso. Esta acción es más rentable y requiere menos tiempo que las prácticas con inyección de aceite.
• Menor coste: Los compresores exentos de aceite tienen menos requisitos financieros que los de inyección de aceite. Suelen tener menores costes iniciales y duran mucho tiempo, por lo que son inversiones rentables. Los compresores exentos de aceite tienen componentes mínimos, por lo que requieren menos dinero para mantenimiento y sustituciones. Algunos tipos de modelos están equipados con reguladores que minimizan el uso de energía, disminuyendo los gastos de combustible.
• Respeto al medio ambiente: Los compresores sin aceite también tienen un impacto ambiental mínimo. Las unidades con inyección de aceite liberan contaminantes a la atmósfera, lo que puede perjudicar a los empleados y al medio ambiente. En cambio, la ausencia de aceite en los modelos exentos de aceite minimiza los daños medioambientales.
• Menor riesgo de contaminación: La contaminación por aceite puede reducir o comprometer la calidad de sus productos, lo que podría dañar la reputación de su marca o, lo que es peor, la salud de sus clientes. Los compresores exentos de aceite suelen ser necesarios en campos como la alimentación y la medicina, donde el aire limpio y exento de aceite es esencial.
• Múltiples usos: Puede colocar los compresores exentos de aceite en distintas orientaciones en función de la tarea que necesite, lo que pone de manifiesto su versatilidad. Su reducido peso y tamaño facilitan su transporte. También puede moverlos libremente sin preocuparse por las fugas de aceite.
• Arranque más rápido: Los compresores sin aceite arrancan más rápidamente, lo que puede contribuir a la eficiencia del proyecto. Los compresores con inyección de aceite necesitan más amperios para arrancar, por lo que tardan más en encenderse. El aceite tiene una naturaleza viscosa que dificulta su movimiento cuando está frío. Por el contrario, los compresores exentos de aceite arrancan rápidamente sin importar la temperatura ambiente.

Sea cual sea su aplicación, un compresor exento de aceite tiene efectos mínimos sobre el medio ambiente y reduce sus gastos operativos.

Aplicaciones de compresores de aire exentos de aceite

Los compresores de aire exentos de aceite pueden satisfacer las necesidades de muchas industrias y aplicaciones, entre ellas:

• Industria farmacéutica y médica: La limpieza es fundamental para las aplicaciones farmacéuticas y médicas. Para cumplir las normas, es posible que los fabricantes tengan que limitar o eliminar por completo el uso de aceite. Todas las fases de la fabricación médica deben seguir directrices estrictas, incluido el uso de aire comprimido. Al utilizar compresores exentos de aceite, se reduce la presencia de posibles contaminantes en los productos.
• Alimentación: La Ley de Modernización de la Seguridad Aliment aria (FMSA) hace hincapié en lo vital que es la limpieza durante la producción de alimentos. Los compresores exentos de aceite ayudan a los fabricantes de alimentos a evitar los contaminantes del aceite, lo que les permite crear un entorno de producción más estéril.
• Electrónica: Los compresores exentos de aceite suministran aire puro y seco para diversos dispositivos electrónicos, como placas de circuitos impresos. Estos productos contienen detalles intrincados que deben conservarse.
• Textiles: El aire comprimido limpio reduce las pérdidas de producción y las manchas en los tejidos. La industria textil debe cumplir ciertas normas de conformidad para una producción segura, como las normas de pureza del aire. Los compresores sin aceite permiten una producción limpia.
• Gas natural: La industria del gas natural recoge, almacena y transporta gas natural. Las aplicaciones más exigentes, como la eliminación de humos, las transferencias de gas y la recuperación de vapores, necesitan aire comprimido. Los compresores exentos de aceite proporcionan aire puro sin aceite ni contaminantes adicionales.
• Limpieza en seco: El aire comprimido sin aceite es esencial para actividades como el planchado de prendas y el procesamiento de disolventes. El aire comprimido no daña ni añade contaminantes a la ropa.
• Exploración energética: Los equipos de exploración energética identifican el petróleo y utilizan diversas herramientas para extraerlo. Los compresores exentos de aceite tienen unos requisitos mínimos de mantenimiento y conservación, lo que los convierte en opciones fiables para el trabajo de campo.
• Plásticos: La fabricación de plásticos requiere un suministro constante de aire. Los compresores exentos de aceite son opciones fiables gracias a sus componentes y requisitos de mantenimiento mínimos. Proporcionan aire limpio y constante para la producción de plásticos.
• Trabajo de la madera: Varias empresas madereras, como los fabricantes de muebles, se benefician de la rentabilidad y fiabilidad de los compresores exentos de aceite.
• Entornos de baja presión: Los compresores sin aceite son ideales para aplicaciones de baja presión, como calefacción, refrigeración y aireación.
• Fontanería: Los profesionales de la fontanería utilizan compresores exentos de aceite para comprobar la presión del agua en los sistemas de tuberías. Las unidades limpias y sin aceite permiten a los técnicos evaluar la calidad del agua sin la interferencia de contaminantes.
• Pintura: Los pintores pueden utilizar aire comprimido para pintar a pistola o para perfeccionar sus obras de arte. Los compresores sin aceite permiten a los pintores completar su arte sin la presencia de aceite.
• Parques de atracciones: Las montañas rusas requieren aire comprimido limpio, por lo que los compresores exentos de aceite son la elección perfecta. Los sistemas de aire facilitan el movimiento de las atracciones, ayudan a los coches a detenerse, contribuyen a la experiencia de inmersión y realizan muchas otras tareas.
• Industria aeroespacial: Desde el lanzamiento de cohetes hasta el control de la contaminación, el aire comprimido limpio tiene muchas aplicaciones en la industria aeroespacial.

El aire comprimido exento de aceite también contribuye a muchas otras industrias que no se mencionan aquí.

Elegir la ausencia de aceite con el compresor Quincy

Los compresores de aire sin aceite son una opción más reflexiva y requieren una consideración cuidadosa para sus operaciones. Los fundamentos de cómo los compresores de aire sin aceite hacen su trabajo significan que usted podría estar buscando costos más bajos, una mejor huella y un aire más limpio.

Si se dedica a un sector que exige una pureza del aire al 100%, un compresor que no dependa del aceite interno es una apuesta excelente. Al no utilizar aceite, también podrá reducir su huella de carbono, y estas unidades más pequeñas también suelen requerir menos energía porque tienen más opciones de regulación de la velocidad.

Quincy Compressor ofrece un conjunto de compresores de aire sin aceite y puede hacer recomendaciones específicas para industrias como la electrónica, la farmacéutica, la textil y las aplicaciones de alimentos y bebidas. Nos ceñimos a la norma ISO 8573-1: 2010 para garantizar que sus necesidades de pureza del aire se cumplan siempre.

Cuando esté preparado, póngase en contacto con su distribuidor local autorizado de Quincy Compressor para obtener toda la información que necesita sobre los modelos especiales, incluido el compresor scroll sin aceite QOF, y para recibir un presupuesto sin compromiso para su aplicación.

Contacto con nosotros Más información Encuentre un concesionario cerca de usted

Última actualización 28 de junio de 2023 a las 12:15