Compresores Lubricados (Inyección de Aceite)

Los compresores de tornillo lubricados, también llamados "oil-injected" o "oil-flooded", son el tipo más común en aplicaciones industriales.

Principio de Inyección de Aceite

El aceite se inyecta directamente en la cámara de compresión, mezclándose con el aire durante todo el proceso.

        SUCCIÓN                    DESCARGA
           ↓                          ↓
    ┌──────────────────────────────────────┐
    │      ░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░      │
    │    ░░  Aire + Aceite mezclados  ░░   │
    │      ░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░      │
    └──────────────────────────────────────┘
                      ↑
              Inyección de aceite
              (punto de rocío)

Funciones del Aceite

El aceite cumple tres funciones críticas simultáneas:

1. Lubricación

• Reduce fricción entre rotores y carcasa
• Previene contacto metal-metal
• Extiende vida útil de rodamientos

2. Sellado

• Sella las holguras entre lóbulos
• Sella entre rotores y carcasa
• Aumenta eficiencia volumétrica

$$\eta_{vol} = \frac{FAD}{V_{desplazamiento} \times RPM}$$

Sin aceite sellante, las fugas internas reducirían significativamente la eficiencia.

3. Enfriamiento

El aceite absorbe el calor de compresión:

$$Q = \dot{m}_{aceite} \times C_p \times \Delta T$$

Donde:

• $Q$ = calor removido
• $\dot{m}_{aceite}$ = flujo másico de aceite
• $C_p$ = calor específico del aceite
• $\Delta T$ = aumento de temperatura

Resultado: La compresión se acerca a un proceso isotérmico, más eficiente que la compresión adiabática.

Tipos de Lubricantes

Aceites Minerales

Propiedad	Valor típico
Base	Petróleo refinado
Vida útil	2,000-4,000 horas
Viscosidad	ISO VG 32-68
Costo	$ (bajo)

Ventajas:

• Económico
• Ampliamente disponible
• Compatible con la mayoría de sellos

Desventajas:

• Vida útil corta
• Se degrada a altas temperaturas
• Forma barniz y lodos

Aceites Sintéticos

Tipo	Base	Vida útil	Aplicación
PAO	Polialfaolefina	8,000 h	Alta temperatura
Éster	Diéster/Poliéster	8,000 h	Alto rendimiento
PAG	Poliglicol	8,000 h	Aplicaciones especiales
Silicona	Silicona	10,000+ h	Extremas condiciones

Ventajas:

• Mayor vida útil (2-4x mineral)
• Mejor estabilidad térmica
• Menos formación de depósitos
• Mejor protección a bajas temperaturas

Desventajas:

• Mayor costo inicial
• Incompatibilidad entre tipos (no mezclar)

Aceites Grado Alimenticio

Para industrias con riesgo de contacto incidental con alimentos:

Certificación	Significado
NSF H1	Contacto incidental permitido
NSF H2	Sin contacto con alimentos
Kosher/Halal	Certificaciones religiosas

Compatibilidad

NUNCA mezcle tipos de aceite diferentes. Limpie completamente el sistema antes de cambiar de tipo.

Cantidad de Aceite

Relación Aceite/Aire

La cantidad de aceite inyectado es crítica:

Parámetro	Valor típico
Relación aceite/aire	1:50 a 1:100 (volumen)
Flujo de aceite	2-5 litros/min por 100 CFM
Aceite en descarga	2,000-5,000 ppm (pre-separación)
Aceite residual	<3 ppm (post-separación)

Consecuencias del Nivel Incorrecto

Problema	Causa	Efecto
Bajo nivel	Poco aceite	Alta temperatura, desgaste
Alto nivel	Exceso de aceite	Arrastre excesivo, espuma

Temperaturas de Operación

Perfil de Temperaturas

Admisión: 20-35°C
     ↓
Inyección: 50-60°C ←── Aceite del enfriador
     ↓
Compresión: 70-90°C (con enfriamiento de aceite)
     ↓
Descarga: 80-100°C
     ↓
Post-enfriador: 30-45°C (10-15°C sobre ambiente)

Límites de Temperatura

Parámetro	Normal	Alarma	Paro
Descarga de aire	80-95°C	100°C	105-110°C
Aceite a inyección	50-65°C	70°C	-
Aceite en tanque	70-85°C	90°C	95°C

Alta Temperatura

La operación continua sobre 100°C causa:

• Degradación rápida del aceite
• Formación de barniz en rotores
• Daño a sellos y rodamientos
• Reducción de vida útil del airend

Arrastre de Aceite

Proceso de Separación

El objetivo es reducir el aceite en el aire de ~3,000 ppm a <3 ppm:

Etapa	Método	Eficiencia
Primaria	Impacto/gravedad	90-95%
Secundaria	Coalescencia	99.9%+
Total	Combinada	99.99%+

Factores que Aumentan el Arrastre

1. Separador saturado - Elemento tapado
2. Alto nivel de aceite - Espuma
3. Operación en descarga - Baja velocidad del aire
4. Aceite degradado - Mala coalescencia
5. Válvula de retorno tapada - Aceite acumulado

Línea de Retorno (Scavenge Line)

El aceite que se acumula en el fondo del elemento separador debe retornarse:

Elemento separador
        │
        │ ← Aceite acumulado
        ↓
   Tubo de retorno
        │
        ↓
Inyección (antes del airend)

Si se tapa:

• Aceite se acumula en el elemento
• Arrastre de aceite aumenta drásticamente
• Aceite pasa al sistema de aire

Ventajas vs. Oil-Free

Aspecto	Lubricado	Ventaja
Costo inicial	30-50% menor	Lubricado
Eficiencia energética	5-15% mejor	Lubricado
Mantenimiento	Más simple	Lubricado
Temperatura de operación	Menor	Lubricado
Ruido	Similar	-
Vida útil del airend	Mayor	Lubricado

Aplicaciones Típicas

Industria	Viabilidad	Notas
Manufactura general	✅ Ideal	Mayoría de aplicaciones
Automotriz	✅ Ideal	Pintura requiere filtración
Textil	✅ Ideal	Alto volumen, bajo costo
Alimentos (no contacto)	✅ Viable	Con filtración adecuada
Alimentos (contacto)	⚠️ Requiere	Aceite grado alimenticio + filtros
Farmacéutica	❌ No recomendado	Preferir oil-free
Electrónica	❌ No recomendado	Preferir oil-free