¿Qué ocurrirá si se utiliza una cabeza de compresor de tornillo de 8 kg en un equipo de 5 kg?

En la producción industrial, la selección de la presión en los compresores de tornillo está directamente relacionada con la eficiencia operativa y la vida útil del equipo. En ocasiones, las empresas se ven obligadas a utilizar cabezales de compresor de alta presión en condiciones de baja presión; por ejemplo, emplear un cabezal diseñado para una presión de descarga de 8 kg en un sistema que opera a 5 kg. Esta práctica puede provocar, durante la operación real, una serie de cambios físicos y mecánicos que requieren un manejo cuidadoso.

Variación de la cilindrada y del rendimiento volumétrico

El caudal de descarga del cabezal de una compresora de tornillo está estrechamente relacionado con la presión de trabajo. Cuando un cabezal de 8 kg funciona a una contrapresión más baja de 5 kg, la relación de presión interna del cabezal disminuye de manera significativa.

• Reducción de fugasUna reducción en la relación de compresión implica una disminución de la fuga de gas entre los juegos del rotor, lo que a su vez eleva la eficiencia volumétrica.
• Aumento de la cilindrada: A velocidad de rotación constante, el caudal de descarga real del cabezal será superior al caudal nominal en condiciones de trabajo a 8 kg.

Riesgo de desajuste entre la carga del motor y su potencia

El aumento del caudal de descarga no equivale a una mejora en la eficiencia energética global del sistema; por el contrario, puede acarrear el riesgo de sobrecarga del motor. La potencia axial del compresor de aire está estrechamente relacionada con el producto del caudal de descarga y la relación de presión.

• Aumento de la potencia del ejeAunque la relación de compresión disminuye, el aumento considerable del caudal de escape podría hacer que la potencia total del eje supere la potencia nominal del motor originalmente instalado.
• Protección contra sobrecargaSi la potencia del motor no se actualiza en consecuencia, su funcionamiento a sobrecarga durante un período prolongado activará la protección del relé térmico, lo que provocará paradas frecuentes e, incluso, la quema del motor.

Condiciones de funcionamiento internas y desgaste de la vida útil del morro del avión

En el diseño del cabezal, la geometría del rotor, la disposición de los rodamientos, el sistema de lubricación y el circuito de refrigeración se han optimizado mediante cálculos específicos para la presión nominal. Alterar la presión de funcionamiento desequilibrará el diseño original.

• Cambio de la fuerza aplicada: Las fuerzas axiales y radiales que actúan sobre el rotor pueden variar, lo que puede provocar una distribución desigual de la carga en los rodamientos y acelerar su desgaste.
• Lubricación y anomalías de temperaturaEl aumento del desplazamiento del motor conlleva una variación en la demanda de cantidad de combustible inyectado; si el sistema de refrigeración no se ajusta de manera correspondiente, puede producirse una temperatura de escape anómala en la culata, lo que afecta las propiedades del lubricante y, en consecuencia, acorta la vida útil de la culata.

Recomendaciones científicas para la selección de equipos bajo presión

Para evitar los problemas mencionados, las empresas deben seguir los siguientes principios al realizar la selección de equipos bajo presión:

• Especial para aviones especiales: Seleccione estrictamente el cabezal compresor correspondiente al nivel de presión según la demanda real de presión de gas; en condiciones de 5 kg, debe emplearse un cabezal diseñado para 5 kg o 6 kg.
• Coincidencia del sistema: Garantizar que el cabezal, el motor, el sistema de refrigeración y el sistema de control funcionen de manera coordinada en las condiciones de diseño, a fin de alcanzar la mejor relación eficiencia‑energía.
• Regulación por frecuencia variableSi la demanda de aire comprimido presenta grandes fluctuaciones, se recomienda utilizar un compresor de tornillo con variador de frecuencia, que ajusta la velocidad de rotación para adaptarse a los cambios en el caudal de aire, en lugar de recurrir a compromisos mediante la modificación de la presión de diseño del cabezal del compresor.