Fallas Mecánicas en Compresores:

Fallas Mecánicas en Compresores:
Los compresores de refrigeración tienen la función de comprimir gas refrigerante hasta la
presión correspondiente a la temperatura de condensación establecida por diseño, como
también es responsable del movimiento del refrigerante a través del sistema por
diferencia de presiones.
Un compresor puede presentar fallas mecánicas y/o eléctricas, por lo que se debe verificar
la causa de origen para detectar en que punto de la instalación existe algún desequilibrio,
error o fallas de cálculos de equipos. Ya que la gran mayoría de las fallas son mecánicas y
de estas un gran porcentaje se debe a problemas de diseño del sistema. Y gran parte de las
fallas mecánicas terminan provocando fallas eléctricas si no se detectan a tiempo.
Es de vital importancia poder determinar la causa exacta de la falla y realizar las
modificaciones o ajustes que sean necesarios antes de reemplazar el compresor ya que es
muy probable de que este siga fallando si no se realiza dicho diagnóstico y/o reparación.
Estas buenas prácticas en refrigeración nos conllevaran a un ahorro de tiempo y dinero
debido a que se reemplaza el compresor solo una vez para instalarlo en un sistema que
este inspeccionado termodinámicamente para tener la seguridad de contar con un circuito
de refrigeración correctamente diseñado.
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Principales Causas de Fallas Mecánicas:
1- GOLPE DE LÍQUIDO
2- FALLA POR LUBRICACION
3- RECALENTAMIENTO
1- GOLPE DE LÍQUIDO:
Cuando aparecen roturas en las piezas del compresor sin un desgaste visible, indica que es
posible la presencia de golpe de líquido, el cual puede ser producido por refrigerante en
estado líquido o bien por aceite, ya que físicamente los líquidos son incompresibles los
que puede provocar graves daños en la mecánica del compresor.
Las causas que pueden provocar un golpe de líquido son variables donde se debe tener
especial atención en la zona de evaporación del refrigerante ya que si tenemos retorno de
líquido por la línea de succión hacia el compresor se debe a que existe un bajo
sobrecalentamiento del sistema que representa el grado de seguridad por sobre la
temperatura de evaporación del refrigerante (10° K como mínimo), que a su vez determina
la inyección de refrigerante a baja presión hacia el serpentín evaporador de acuerdo a la
carga térmica variable. El retorno de líquido refrigerante también se debe a la presencia de
algún agente externo como la acumulación de hielo, polvo o un ventilador no operando
que impida la transferencia de calor entre el producto a enfriar y el refrigerante.
Cuando existen instalaciones frigoríficas en zonas geográficas con bajas temperaturas
ambientales es inevitable que el refrigerante migre desde los evaporadores hacia el
compresor en periodos largos de parada, también se da el caso cuando no se ejecutan las
paradas de equipos por arrastre de refrigerante como corresponde tendremos altas
probabilidades de que el refrigerante detenido en el carter del compresor se condense por
las bajas temperaturas ambientales y se deposite en estado líquido, lo que se conoce
como “arranque inundado”, dado que no exista o no esté operando el calefactor de carter
del compresor que se mantiene encendido en los tiempos de detención del equipo.
El arranque inundado se produce en el momento en que una gran parte del refrigerante
condensado en el carter del compresor se evapora bruscamente en la partida debido a la
repentina baja de presión, y una mínima parte del refrigerante avanza en forma de
partículas de líquido por el cigüeñal, cilindros y pistones donde se genera el sobreesfuerzo
mecánico y posteriores roturas mecánicas que variaran su magnitud dependiendo de la
cantidad de líquido acumulado y tiempo de exposición a esta condición.
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2- FALLA POR LUBRICACION:
Cada compresor debe utilizar un aceite específico en relación al refrigerante usado en el
sistema. Las fallas por lubricación se pueden producir por falta de retorno de aceite o por
falta de lubricación del propio aceite.
La falta de aceite en un compresor después de cierto tiempo de operación de los equipos
se puede presentar por un mal diseño de tuberías donde no se consideren las velocidades
mínimas y máximas del refrigerante, diámetros de tuberías y carencia de elevadores de
velocidad que deben tener las líneas de succión hacia el compresor.
Otro motivo puede ser la carencia de componentes básicos como el separador de aceite a
la salida del compresor cuya función es separar las partículas de aceite del gas caliente
recién comprimido, existiendo siempre un pequeño porcentaje que no alcanza a ser
separado y viaja junto con el refrigerante por todo el circuito de refrigeración hasta volver
nuevamente al compresor.
La presencia de líquido refrigerante en el carter del compresor provoca que el aceite
pierda sus propiedades lubricantes al encontrarse mezclados a baja presión y temperatura,
haciendo que el aceite actúe como solvente en vez de lubricante el cual lavara las piezas
del compresor y no lubricarlas como debiese ser lo que con el tiempo generaran desgastes
mecánicos y posible recalentamiento.
En el caso contrario de tener elevadas temperaturas de trabajo en el compresor, lo que se
conoce como recalentamiento, tendremos una disminución en la viscosidad del aceite que
a su vez genera un deterioro de las partes móviles del compresor debido al roce de las
piezas sin una lubricación correspondiente.
En un sistema ideal el aceite bombeado por el compresor debiese ser igual al aceite que
retorna al carter. En un sistema frigorífico real generalmente encontramos fluctuaciones
en el nivel del aceite, visualizado a través de la mirilla de aceite donde “¾” del visor nos
representa un nivel óptimo de aceite para el compresor. En la gran mayoría de las
instalaciones tiende a acumularse aceite en los evaporadores debido a que en esta zona
de baja presión y temperatura el aceite incrementa su viscosidad lo que disminuye su
fluidez para regresar al compresor es por eso que al realizar un deshielo, esto genera un
aumento de temperatura del aceite por lo tanto se reduce su viscosidad haciendo que este
retorne nuevamente al compresor por la succión.
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3- RECALENTAMIENTO:
Todos los motores generan calor por naturaleza lo que se conoce como efecto Joule, el
calor producido por el compresor tiene que situarse dentro de ciertos límites ya que si
se presenta un aumento de temperatura excesivo durante su funcionamiento es lo que
denominamos recalentamiento.
Cuando en un sistema frigorífico tenemos una presión de succión demasiado baja, una
presión de descarga excesivamente alta, falta de auto-enfriamiento del compresor,
sobrecalentamiento total demasiado alto o presencia de gases no condensables dentro
del sistema estamos en presencia de las posibles causas de un recalentamiento en el
compresor.
Una elevada temperatura en la línea de descarga generara una disminución de
viscosidad en el aceite hasta perder sus propiedades lubricantes lo que producirá
daños visibles en las piezas mecánicas.
La aislación en la línea de succión es vital para evitar el aumento de temperatura del
gas de succión de retorno el cual cumple la función de enfriar el bobinado del
compresor, ya que si no existe aislación, el refrigerante absorberá calores del medio
externo haciendo que aumente la temperatura de succión y por consecuencia generar
recalentamiento en el compresor.
La consecuencia del recalentamiento por lo general es la carbonización del aceite en el
lado de alta presión. Esta carbonización genera pequeñas partículas de ceniza de
aceite y polvo de fundición desprendido de los cilindros del compresor. Estas partículas
metálicas son atraídas magnéticamente por el estator y pueden originar un cortecircuito localizado y también pueden tapar filtros de la bomba de aceite generando
una falla directa en el sistema de lubricación.
Se debe tener especial atención en la medición de temperatura en el puerto de
descarga específicamente en el plato de válvulas al cual no se le puede medir la
temperatura directamente.
Es por eso que se recomienda medir 15 centímetros más adelante del puerto de
descarga en la línea de gas caliente la cual generalmente marca entre 25 y 32°C por
debajo de la temperatura del puerto de descarga por lo que se puede dar una
estimación de su temperatura a través de dicho procedimiento.
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La medición de temperatura de gas de descarga a 15 centímetros del puerto de alta
presión es una medida confiable para determinar si existe sobrecalentamiento en el
compresor, ya que para aplicaciones con R-22 tenemos valores máximos de temperatura
entre 163 a 177°C para el puerto de descarga.
Temperaturas para línea de Descarga con R-22:
120 - 137° C Temperatura excesivamente alta. Fallas seguras.
100 - 120° C Temperatura alta. Precaución posible fallas.
80 - 100° C Temperatura normal de trabajo.
Los primeros signos de recalentamiento aparecen en la cara inferior de la lámina de
succión anular. Luego aparecerán otras manifestaciones en el lado de alta del plato de
válvulas, como la coloración amarillenta, rojiza y azulada, que representa la elevada
temperatura a la que fue sometido el acero.
Jorge Stuardo Abarca
Ingeniero en Refrigeración
Bibliografía: Manual Emerson Climate Technologies
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