Compresores para la fabricación
La mayoría de la gente apenas piensa en el papel importante de los compresores mecánicos de aire para aplicaciones manufactureras, residenciales, industriales y agrícolas en una sociedad moderna. Durante miles de años, los pulmones humanos funcionaron como una especie de compresores de aire, que la gente utilizaba para avivar fuegos, pero el dióxido de carbono en el aliento humano dificultaba mantener los fuegos realmente. Además, la práctica de la metalurgia —la fusión de metales como el cobre y el oro— requería temperaturas más altas.
La necesidad de desarrollar un método más fuerte para producir aire comprimido aumentó drásticamente y, hacia el 1.500 a.C., la invención del fuelle, un dispositivo portátil que consistía en una bolsa flexible que generaba una ráfaga concentrada de aire, permitió lograr incendios a temperaturas más altas. El fuelle portátil dio paso posteriormente a un dispositivo controlado con el pie.
El físico alemán Otto Von Guericke introdujo una bomba de vacío en 1650, que aspiraba el gas de compartimentos estrechos y creaba espacios libres de aire. En 1762, el ingeniero profesional John Smeaton introdujo un cilindro de soplado accionado por rueda hidráulica que fue reemplazando gradualmente el fuelle. Hacia 1776, John Wilkinson inventó la “máquina de volar”, que se convirtió en el primer arquetipo real para los compresores mecánicos de aire modernos.
Para el siglo XIX, los compresores de aire se hicieron más populares a medida que más personas empezaron a aprovechar la capacidad de transmitir energía. En 1888, el ingeniero austriaco Viktor Popp inventó la primera compresión mecánica de aire en París. En solo tres años, las capacidades de la planta compresora de Popp aumentaron de 1.500 kilovatios (kW) a 18.000 kW. Las aplicaciones de los compresores de aire se expandieron desde la metalurgia tradicional hasta la minería y fabricación de metales y la ventilación para operaciones mineras subterráneas.
A lo largo de los años, las empresas dedicadas a la fabricación de compresores de aire han incorporado otras características como electricidad y energía neumática en los dispositivos. El uso de compresores de aire para facilitar el movimiento de grandes volúmenes de aire a través del túnel de 8 millas construido para el sistema ferroviario Italia-Francia (1857) puso de manifiesto las numerosas posibilidades para el uso de compresores de aire en el mundo industrializado.
En la sociedad contemporánea, el aire comprimido ha encontrado un lugar en casi todos los campos de la industria y el comercio, incluyendo:
- Industrias de productos primarios (proveedores de materias primas semielaboradas para fabricantes)
- Fabricantes de mercancías pesadas
- Procesamiento y envasado de bienes de consumo
- Transporte
- Construcción
- Aeroespacial
- Automoción
- Producción de cemento
Un taller pequeño puede requerir un solo compresor para su uso en la fabricación, pero una empresa mediana puede tener cientos de usos para compresores de aire en operaciones de fabricación.
Compresores de aire en entornos de fabricación
Hoy en día, los fabricantes dependen en gran medida de innovaciones modernas y sistemas mecánicos para ayudar en una variedad de procesos operativos. Los edificios industriales, los sistemas de bombeo, la manipulación de materiales, el procesamiento primario y el mantenimiento y reparación de diversas máquinas y equipos generan una gran demanda de aire comprimido. Muchos procesos cotidianos en la industria manufacturera requieren el uso de compresores de aire que pueden generar una fuente intermitente o continua de aire presurizado. De hecho, al igual que otras entidades, muchas empresas del sector manufacturero consideran el aire comprimido la “cuarta utilidad” porque es muy importante para la producción. Es como el agua o la electricidad, y esencial para las operaciones.
Los fabricantes comprenden la necesidad de compresores de aire con la capacidad o la capacidad de CFM para ofrecer un suministro continuo o intermitente de aire presurizado duradero, fiable, limpio y eficiente. La amplia variedad de actividades y aplicaciones de fabricación primaria y auxiliar que requieren aire comprimido incluyen:
- Fabricación general – Sujeción, estampado, alimentación y limpieza de herramientas, controles y actuadores
- Fabricación de muebles – accionamiento de pistones de aire, accionamiento de herramientas, sujeción, pulverización, controles y actuadores
- Fabricación de plásticos, silicona y caucho – Alimentación de prensas de moldes, alimentación de herramientas, sujeción y conformado, moldeo por inyección
- Fabricación de metales – Alimentación de estaciones de montaje, controles y actuadores, moldeo por inyección, alimentación de herramientas y pulverización
- Vidrio, piedra, arcilla – Transporte, mezcla, mezcla, controles y actuadores, soplado y moldeo de vidrio, refrigeración
- Minería – Polipastos, bombas, herramientas neumáticas, controles y actuadores
- Alimentos y bebidas – Deshidratación, embotellado, controles y actuadores, transporte, pulverización de recubrimientos, limpieza, envasado al vacío
Quincy Compressor ofrece soluciones viables a los fabricantes que necesitan un sistema mecánico para mover la energía en sus instalaciones.
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Tipos de compresores de aire
Los compresores de aire están diseñados para presurizar el aire hasta un cierto nivel y suministrarlo en un flujo constante para accionar herramientas, máquinas y procesos. La mayoría de los compresores de aire actuales para fabricación y otros usos industriales vienen preempaquetados con el compresor, el motor de accionamiento y otros accesorios fijados a un bastidor, lo que facilita el movimiento y la instalación. El tamaño y la configuración del compresor de aire determinan si funcionará para la ubicación y aplicación. El tipo más común de compresor de aire es el de desplazamiento positivo.
El compresor de aire de desplazamiento positivo tiene una cantidad específica de aire o gas atrapado en una cámara de compresión. Cuando el volumen que ocupa el gas o el aire disminuye (se reduce mecánicamente), provoca un aumento correspondiente de presión antes de la descarga. El aire fluye desde el compresor a una velocidad constante, que se mantiene consistente con los cambios en la descarga.
Puedes dividir los compresores de desplazamiento positivo en dos categorías: alternativos y rotativos:
- Tornillo rotatorio. Este compresor de aire de desplazamiento positivo tiene un par de tornillos helicoidales a juego que empujan el aire hacia una cámara especial. Simultáneamente reduce el tamaño de la cámara, lo que comprime el aire.
- Alternativo/pistón. En la familia de compresores de desplazamiento positivo, los compresores alternativos, que están disponibles en configuraciones de una y dos etapas, utilizan una serie de válvulas unidireccionales para empujar el aire hacia las cámaras. Una serie de pistones, que operan en movimiento constante, comprimen el aire. Los compresores de aire de una sola etapa aspiran aire y comprimen el aire hasta su presión final en una sola carrera de pistón. Generalmente, las bombas de una sola etapa tienen una clasificación CFM más alta en comparación con una bomba de dos etapas porque cada cilindro aspira aire y lo comprime con cada rotación.
Los compresores de dos etapas procesan el aire en dos etapas. Tras aspirar el aire, el dispositivo lo comprime a un nivel intermedio, canaliza el aire semicomprimido a otra zona del compresor y permite que el aire se enfríe antes de la compresión final. Los compresores de aire alternativo para aplicaciones de fabricación pueden alcanzar presiones de hasta 500 psig.
Para mantener compresores de tornillo alternativo y rotativo, y mantener válvulas y pistones en movimiento, se requiere lubricación regular. Sin embargo, algunas operaciones que utilizan un compresor de aire para la fabricación, como las empresas alimentarias y de bebidas y las farmacéuticas, requieren calidad del aire de Clase Cero. Esto significa que el aire comprimido debe estar 100% libre de aceite para evitar incluso la más mínima posibilidad de contaminación.
Los compresores de aire sin aceite, como los compresores de scroll sin aceite Quincy QOF 2-30, cumplen con los requisitos para operar en un entorno limpio. La combinación de bajo mantenimiento, bajos costes operativos y una fiabilidad excepcional hacen que los compresores de tasa de aceite sean una inversión sólida para operaciones que deben cumplir con el estándar de limpieza Clase Cero.
La tercera gran categoría para compresores de aire consiste en los centrífugos: el mayor de los tres tipos de compresores de aire. Impulsados por turbinas de vapor o motores eléctricos, los compresores de aire centrífugos se utilizan principalmente en grandes procesos industriales de fabricación que requieren una enorme presión de aire. Los compresores centrífugos de aire cuestan significativamente más que sus equivalentes de tornillo rotatorio y alternativos. Además, las unidades centrífugas deben recibir mantenimiento constante y tener costes de reparación significativamente mayores debido a las altas velocidades y el uso continuo.
Elige un tornillo rotatorio o compresor alternativo para su uso en la fabricación
La línea de compresores de aire Quincy para uso manufacturero incluye innovadores productos de tornillo rotatorio como el avanzado QGV®️, un modelo de velocidad variable de 20-200 hp que ofrece la presión de aire más estable de cualquier compresor con un 85% de rotación. Además del coste de propiedad sorprendentemente bajo, el QGV®️ también es extremadamente fácil de operar y mantener.
Nuestros compresores de aire de uso de fabricación también incluyen unidades de recíproco de alto rendimiento, empezando por nuestros QT resistentes, QP más resistentes y nuestra serie QR-25 más resistente. Un compresor de aire QT proporciona más aire mientras consume menos energía. Estos compresores de dos etapas también incluyen un cárter de hierro fundido y cilindros, así como enfriadores internos de alta eficiencia. La cabeza de aluminio de una sola pieza maximiza la resistencia del compresor y también disipa el calor. Los modelos con lubricación por salpicaduras ofrecen una fiabilidad robusta. Los innovadores modelos lubricados a presión de Quincy ofrecen un rendimiento extremo diseñado para durar décadas.
¿No estás seguro de si un pistón alternativo o un compresor de tornillo rotatorio es adecuado para tus necesidades? Este gran gráfico te ayudará a que la decisión sea más fácil:
Compara compresores de aire: calcula el coste total de propiedad
Buscar numerosos modelos de compresores de aire para encontrar el adecuado para tus operaciones de fabricación puede abrumarte bastante rápido. La clave es determinar el coste total de propiedad del compresor que elijas. Al comparar las diferentes opciones, considera el coste inicial de compra así como los costes operativos a lo largo de un periodo de cinco años. Utiliza el siguiente proceso de cinco pasos:
Paso 1: Antes de solicitar un presupuesto y/o pedir tu compresor, calcula los requisitos de voltaje y fase para el lugar donde vas a instalar el compresor de aire. Por ejemplo, el requisito de voltaje para la ubicación puede ser de 230 voltios – trifásico.
Paso 2: Calcula cuánto aire se necesitará para tu taller o aplicación. Mide el volumen de aire en pies cúbicos por minuto (CFM). El CFM determina cuántas herramientas puedes usar y cuánta energía necesitas. Calcula el CFM sumando el requerimiento de aire para cada herramienta (usada con frecuencia) y divide por un 35% — el factor de utilización (UF). El UF significa que el taller medio usa una herramienta que usa el 35% de la jornada laboral y ofrece un método simplificado para determinar tu demanda de aire.
Por ejemplo, supongamos que tienes las siguientes herramientas en tu taller: llave de impacto de 1/4 de pulgada – 8,0 CFM @ 125 PSI, taladro de 3/8 de pulgada – 9,0 CFM@ 100 PSI, y rectificadora pequeña – 7,0 CFM@ 125 PSI. Tú deberías:
- Suma 9,0 + 7,0 + 8,0 = 24 CFM
- Multiplicar 24 CFM x 0,35 (UF) = 8,4 CFM de demanda de aire
Paso 3: Determina la presión de aire necesaria para tu taller o aplicación. Mira los requisitos de presión de aire para cada herramienta. La herramienta con mayor requisito de presión de aire determina la presión mínima. Generalmente, los compresores de una sola etapa, que incluyen compresores de tornillo rotatorio, tienen una presión continua máxima de 125 PSIG. La mayoría de los compresores de dos etapas funcionan hasta 175 PSIG, y pueden regularse a presiones más bajas, lo que te da la ventaja de tener más aire a una presión más alta en el tanque.
En referencia a nuestro ejemplo anterior, tanto la rectificadora de troquel como la llave de impacto requieren 125 PSI, lo que significa que el compresor debe tener una presión mínima de línea de 125 PSI. Podrías elegir un compresor de una sola etapa para operar estas herramientas. Sin embargo, dado que el compresor de una sola etapa tiene una potencia máxima de 125 PSI, tiene más sentido considerar un compresor de dos etapas que tenga una potencia máxima de 175 PSI. Un compresor de dos etapas ofrece las siguientes ventajas:
- Almacena más aire en la misma cantidad de espacio a mayor presión, y funciona menos a menudo que un compresor monofásico, lo que ahorra desgaste en la unidad y reduce los costes operativos.
- Los compresores de dos etapas funcionan más fríos que los de una sola etapa, lo que mejora la fiabilidad y prolonga la vida útil del compresor.
Revisa tus requisitos para un compresor de aire nuevo y compáralos con las especificaciones de los productos en cuestión. La mayoría de las industrias tienen un ciclo de trabajo estándar del 75%. Esto significa que el compresor funcionará el 75% del tiempo y permanecerá inactivo el 25%. Determina la cantidad de aire que el compresor tendrá que suministrar para mantener el ciclo de trabajo del 75%. Divide la demanda estimada de aire por 0,75. Usando el ejemplo anterior de 8,4 CFM /0,75 igual a 11,2 CFM, necesitarás comprar un compresor que entregue al menos 11,2 CFM y tenga una presión mínima de salida de 125 PSI.
Paso 4: Verifica con un electricista certificado que tienes el servicio eléctrico necesario para operar el compresor que planeas comprar. La información que el electricista necesitará incluye la capacidad nominal de amperaje de carga total, que puedes encontrar en la placa del motor eléctrico, los requisitos de voltaje y la fase.
Paso 5: Para calcular el coste total de propiedad, debes incluir los gastos del mantenimiento adecuado de la unidad según las especificaciones del fabricante. Los costes suelen incluir:
- Cambios de aceite en intervalos predeterminados
- Sustitución de válvulas
- Sustitución de elementos filtrantes de aire
- Reemplazo de elementos separadores de aceite (solo compresores de aire de tornillo rotatorio)
Para controlar tus costes operativos, es fundamental que elijas un compresor de aire con suficiente CFM para suministrar la mayor cantidad de aire posible y que requiera la menor potencia de freno.
Factores clave para seleccionar un compresor de aire de fabricación
Es fácil sentirte abrumado por la gran cantidad de compresores de aire disponibles en el mercado. Después de realizar la debida diligencia y determinar qué compresor de aire es el adecuado para tu taller o aplicación, la siguiente tarea es determinar qué modelo se adapta a tus necesidades.
Ten en cuenta que no todos los compresores de aire son iguales. Aquí tienes algunas consideraciones clave que debes incorporar en el proceso de toma de decisiones:
- Energía: Es fundamental que elijas un compresor de aire que impulse las herramientas y alimente tus máquinas y procesos para que puedas hacer el trabajo sin complicaciones.
- Eficiencia: Cuanta más energía requiere un compresor de aire, mayor es el coste del combustible, lo que supone un gasto operativo significativo para muchas operaciones. Reduce tu coste así como tu huella de carbono eligiendo un compresor de aire que sea eficiente energéticamente.
- Requisitos de mantenimiento: Al igual que en otras industrias, si tu compresor se averea, tiene un efecto negativo en la productividad y en tus resultados económicos. Elige un compresor de aire de calidad que requiera el menor mantenimiento posible para garantizar que tus operaciones funcionen sin problemas y a la capacidad óptima.
- Garantía: Elige un fabricante de compresores de aire que respalde su producto con una garantía sólida. Quincy Compressor ofrece una de las mejores garantías del sector, que incluye cobertura ampliada para ciertos modelos durante hasta 10 años en las partes principales de la unidad.
Los compresores de aire son una inversión significativa para los fabricantes y otras empresas. Es importante que comprendas los factores que afectan al rendimiento del equipo antes de comprar. Mientras sopesas las opciones, evalúa el requisito de CFM para tus operaciones. También deberías prever las demandas futuras para tu operación, que pueden requerir un compresor de aire más grande. Respaldados por casi 100 años de experiencia proporcionando soluciones para compresores de aire, diseñamos el QP como un compresor de aire de gama media, lubricado a presión, para la fabricación y otras industrias. El QP te proporcionará la máxima productividad, eficiencia y longevidad para las aplicaciones y procesos más exigentes de 175 PSI.
Contacta con un profesional de ventas y servicio de compresores de Quincy para recibir ayuda en la identificación del mejor compresor de aire para tus operaciones industriales. Descubre más sobre el legendario rendimiento y fiabilidad de los compresores Quincy para la fabricación y otras industrias.
Productos recomendados…
- QSI
- QGV®️
- QR-25
- QT (251CP80VCB, 251CS80VCB, 271CS80VCB, P2101CS12VCB, P2103DS12HCB, 2153DS12HCA, G213H30HCB, G214K30HCD)
- QP (351CS80VCB, 371CS80VCA, 3103DS12HCA, 353DS1HCA, G313H30HCE, G314K30HCE)
Estudios de caso
Aquí hay dos ejemplos reales de cómo la instalación de compresores Quincy para uso manufacturero ha ayudado a las empresas a ahorrar energía y a operar el mineral de Raytheon-1108de forma eficiente, minimizando también los costes de propiedad:
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Quincy Compressor lleva casi 100 años en el negocio. Durante este tiempo, hemos establecido una reputación impecable como uno de los principales fabricantes de compresores de aire en cuanto a rendimiento y fiabilidad. También respaldamos nuestros compresores con programas de garantía extendida líderes en la industria que no exigen a los usuarios firmar un contrato de servicio.
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