Marcelo Cassani's Blog

Este post está dedicado a muchas empresas chicas que me consultan muchas veces acerca de la posibilidad y factibilidad del cambio de compresor.
Especialmente para Rafael, quien tenía una sensación palpitante en su cerebro como si fuera un simple dolor de cabeza, pero cuando salía del taller se le pasaba, quizás podría ser el compresor alternativo a pistón machacando todo el día en un rincón de su taller.

Estos equipos son frecuentemente muy ruidosos e ineficientes a plena carga comparados con equipos compresores a tornillo. Además, estos producen un aire cuya calidad es muy inferior (temperatura, contenido de partículas y contenido de aceite) que requieren un mejor tratamiento del aire.
Los compresores a tornillo son equipos mucho más silenciosos, con pulsaciones en la presión prácticamente inexistentes (existen pero son despreciables frente a un compresor alternativo). Por otro lado tienen un factor de servicio mucho más elevado que los compresores alternativos y pueden funcionar a plena carga durante largos períodos de tiempo.
Pero al realizar el cambio de tecnología usted debe tener mucho cuidado al sistema de control o usted terminara pagando muy caro con costos inesperados adicionales en la factura de energía.

La razón de esta advertencia es la forma en que la mayoría de los compresores de tornillo operan bajo perfiles de carga típicos. En una situación de parada de planta el caudal de aire demandado es muy bajo pero con picos importantes de consumo ya que cuando para la planta aparece mantenimiento a hacer las reparaciones. Generalmente usando muchas herramientas neumáticas, llaves de impacto, etc. No es raro ver caudales de 5 a 15% de la capacidad instalada. Para un compresor alternativo esto no es un problema ya que operan en modo on/off lo cual lo hace muy eficiente en un caso como este. Por ejemplo para un caudal del 10% de la capacidad instalada el equipo alternativo funcionara 10 % del tiempo y el resto permanecerá apagado. En este caso el consumo promedio de energía será del 10% de la energía a plena carga.

Los compresores a tornillo tienen sistemas de control diferentes. El modo más común es el de carga/descarga en la cual el compresor alterna entre operar al 100% produciendo el máximo posible de aire al tiempo que consume el máximo de energía eléctrica. Pero en descarga el motor sigue funcionando sin producir aire comprimido pero consumiendo 35% de la energía a plena carga (el porcentaje difiere según las marcas). Este consumo en descarga es el que marca la principal diferencia en términos de eficiencia de un compresor alternativo de uno a tornillo.

Volvamos a nuestro ejemplo. Un compresor a pistón de 15HP puede consumir unos 12.5 kW con una producción de aire de 1.5 m3/min pero cuando la demanda es solo del 10% el consumo el de energía será de 1.25kW. En el caso de un compresor a tornillo de la misma potencia puede generar hasta 1.7 m3/min haciéndolo mucho más eficiente a plena carga, pero en descarga el consumo es del 35% del consumo a plena carga por lo que estaría consumiendo 4,4kW durante el periodo de baja demanda. SI este compresor hubiera reemplazado al compresor alternativo estaría funcionando solo el 9% del tiempo porque produce mayor volumen. El consumo promedio mientras el compresor está cargado será de 1.13kW que es menor al consumo del compresor alternativo. Sin embargo si le permitimos operar descargado el otro 91% del tiempo el promedio del equipo descargado nos agregara hasta 4.0 kW.
Así con esta situación de carga el equipo a tornillo tendría un consumo promedio de 5.13 kW frente al consumo de 1.25 del compresor alternativo, casi 4 veces más de consumo para no producir aire.

Entonces, ¿porque los compresores a tornillo operan en carga/descarga en lugar de on/off? Básicamente tiene que ver con el número de arranques máximo permitido. Tener acoplado un sistema compresor a tornillo y todo el sistema de transmisión al eje del motor incrementa la corriente demandada por el motor para arrancar y vencer la inercia del sistema. Los motores típicamente tienen establecido por el fabricante un número máximo de arranques por parte del fabricante para evitar que los bobinados tomen temperaturas excesivas y puedan dañarse. Así en un pequeño motor de 15 HP el número de arranques esta en 8 a 10 y para un equipo grande (250 HP) se puede permitir solo 1 arranque por hora, o menos según el método de arranque.

Los fabricantes de compresores por lo general cuando se trata de controles suelen tener la política “one-size-fits-all” que vendría a ser el mismo sirve para todos. Pero una de las funciones principales del control es la de proteger el equipo y en especial el motor limitando el número de arranques por hora. A menudo, los controles utilizados por los grandes compresores son los mismos que los instalados en pequeños compresores, lo que significa que los compresores pequeños a menudo se limitan a la misma bajo número de arranques por hora si el compresor está configurado para apagarse entre ciclos.

Veamos el caso de un compresor de 1.7 m3/min puede ser instalado con un tanque de 220 Litros (0,22m3) y tener una banda de presión de 0,7 bar (10 PSI). Si el equipo operara con una carga del 10% ciclaría unas 58 veces por hora si le permitiéramos operar en marcha/parada el número de ciclos excedería por mucho el número de ciclos permitidos.
Pero si cambiáramos el tanque por uno de 2.2m3 y la banda de presión fuera ampliada a 2 bar (30PSI) permitiendo que juegue el aire acumulado en el tanque, el número de ciclos caería a menos de 2 por hora. De hecho si aumentara la carga a un 50%, el número de ciclos seria de 6 por hora.

Esto es por lo tanto la respuesta a la consulta de casi todos los días ¿Por qué no puedo dejar el compresor a pistón viejo y usarlo como pulmón en lugar de comprar un tanque nuevo? Llámelo como guste tanque, tacho o pulmón, pero instálelo, le hará ahorrar dinero y dolores de cabeza.
Ahora que sabe todo esto le dejo un tip más: Asegúrese que el compresor tiene un sistema lo suficientemente inteligente como para darse cuenta que cuando tiene un largo periodo de inactividad debe “apagarse” en lugar de seguir corriendo en descarga.

Hasta la próxima,

Marcelo Cassani