Compresión del Aire: El Compresor Turbocentrífugo

El Turbo utiliza una turbina centrífuga para accionar, mediante un eje coaxial con ella, un compresor para comprimir gases. Este tipo de sistema se suele utilizar en motores de combustión interna alternativos. Son poco usados para circuitos neumáticos, pero la compresión del aire se consigue mediante la energía cinética que las palas del rotor proporcionan al aire, al que va desplazando y subiendo de velocidad.

El accionamiento de un compresor se realiza indistintamente por medio de un motor eléctrico o de combustión interna. Existen dos modelos principales:

• Radial: La aceleración del aire se produce de cámara a cámara en un sentido radial.
• Axial: El aire circula paralelamente al eje del mismo.

Acondicionamiento del Aire Comprimido

El aire comprimido en el depósito es necesario someterlo, antes de su utilización, a varios procesos que mejoren sus características e impidan que afecte negativamente a los elementos neumáticos sobre los que va a actuar. En general, estos procesos son:

1. Filtrado y Decantación

   A pesar de colocar un filtro para el aire en la entrada del compresor, es necesario filtrar posteriormente el aire comprimido con el objeto de eliminar las partículas de polvo que pueda tener en suspensión o partículas metálicas. También, una parte del vapor de agua que fue aspirado conjuntamente con el aire se condensa posteriormente en el dispositivo y tuberías, apareciendo cierta cantidad de agua, por lo que es preciso eliminarla mediante un proceso de decantación.

2. Regulación de Presión

   Se usan los reguladores de presión, normalmente a la salida del depósito, y permiten controlar la presión del aire suministrado al circuito. Modificando, con el tornillo de regulación, la presión del muelle, se modifica la presión del aire a la salida del regulador.

3. Lubricación

   Consiste en mezclar una pequeña cantidad de aceite con el aire comprimido. Este proceso es necesario cuando los elementos sobre los que actúa el aire comprimido precisan estar lubricados para su buen funcionamiento, ya que:

   • Disminuyen los desgastes causados por el rozamiento (con lo que se alarga la vida útil del elemento).
   • Mejora el rendimiento mecánico al disminuir las fuerzas de rozamiento.
   • Se evita la oxidación.

   Los aceites empleados deben ser minerales, exentos de acidez y de poca viscosidad.

Red de Distribución Neumática

La Red de Distribución está constituida por las tuberías que conectan los elementos neumáticos entre sí y permiten la llegada del aire a los puntos de utilización. La red posee dos funciones básicas:

1. Comunicar la fuente productora con los equipos donde se hace el consumo de aire.
2. Funcionar como un reservorio para atender las exigencias del sistema.

Requisitos de la Red de Distribución

La red debe cumplir los siguientes requisitos:

• Que exista pequeña caída de presión entre el compresor y los puntos de consumo, a fin de mantener la presión.
• No presentar escape libre, porque habría pérdida de potencia.
• Presentar gran capacidad para realizar la separación de condensado.

Diseño y Materiales

Para el diseño de la red, se ha de calcular el diámetro interior de la tubería de forma que permita un caudal suficiente, pero sin que el aire alcance velocidades elevadas que producirían pérdidas de presión. Los tubos deben ser de fácil instalación y resistentes a la corrosión. Las mangueras de goma o plástico son flexibles, ya que su resistencia mecánica es superior.

La red debe tener una pendiente del 2 al 3% para conseguir la acumulación del agua condensada en un punto y lograr su evacuación por un orificio de purga. La red de distribución debe ser del tipo cerrado o completo para que la presión de servicio sea más estable.

Componentes Principales del Sistema Neumático (Producción y Almacenamiento)

1. Compresor: El aire aspirado a presión atmosférica se comprime y entrega a presión más elevada al sistema.
2. Motor Eléctrico: Suministra la energía mecánica al compresor.
3. Presostato: Controla el motor eléctrico detectando la presión en el depósito.
4. Válvula Antirretorno: Deja pasar el aire comprimido del compresor al depósito, impidiendo su retorno cuando el compresor se para.
5. Depósito: Almacena el aire.
6. Manómetro: Indica la presión del depósito.
7. Purga Automática: Purga automáticamente todo el agua condensada.
8. Válvula de Seguridad: Expulsa el aire comprimido si la presión en el depósito sube por encima de la presión permitida.
9. Secador de Aire Refrigerado: Enfría el aire comprimido, evitando tener agua en el resto del sistema.
10. Filtro de Línea: Sirve para mantener la línea libre de polvo, agua y aceite.

Elementos en el Punto de Utilización

1. Toma de Aire: Se realiza de la parte superior de la tubería principal para evitar los condensados.
2. Purga Automática: Cada tubo descendente debe tener una purga automática en su extremo inferior.
3. Unidad de Acondicionamiento de Aire: Acondiciona el aire comprimido para suministrar aire limpio a una presión óptima, añadiendo lubricante si fuera necesario (para alargar la vida de algunos componentes neumáticos).
4. Válvula Direccional: Proporciona presión y pone a escape alternativamente las dos conexiones del actuador, controlando su movimiento.
5. Actuador: Transforma la energía potencial del aire comprimido en trabajo mecánico.
6. Controladores de Velocidad: Permiten una regulación fácil y continua de la velocidad de movimiento del actuador.