Compresor de aire de tornillo rotativo con inyección de aceite Atlas Copco GA 90 VSD (VSD⁺ FF)

Descripción

El modelo GA 90 VSD de Atlas Copco es el que incorpora la tecnología de variador de velocidad a la clase de 90 kW de la gama de compresores de tornillo con inyección de aceite. Combina un elemento de compresión de nuevo diseño con un motor de imán permanente interior refrigerado por aceite de 90 kW de potencia nominal, y la gama «Full Feature» integra un secador de refrigerante dentro del mismo conjunto vertical. Las versiones cubren un rango de presión de trabajo de 4 a 12,5 bar, con un caudal de aire libre de entre 48 y 311 l/s, dependiendo del ajuste y de la demanda de aire en cada momento.

El lugar que ocupa el GA 90 VSD en la gama de máquinas con inyección de aceite

La gama GA 37L-110 VSD+ constituye el segmento de velocidad variable de la plataforma de gama media con inyección de aceite, y el modelo GA 90 VSD se sitúa en su parte superior con una potencia de motor instalada de 90 kW. Por debajo se encuentran los modelos GA 75 VSD+ y GA 75L VSD+, y por encima, el GA 110 VSD+ completa la gama. El GA 90 VSD se ha diseñado para instalaciones cuya demanda de aire varía en función de los turnos, los ciclos de producción por lotes y la carga estacional, en las que una máquina de velocidad fija pasa gran parte de sus horas de funcionamiento sin carga y consumiendo energía sin producir aire.

El aire comprimido puede suponer más del 40 % de la factura eléctrica total de una planta, y más del 80 % del coste del ciclo de vida de un compresor corresponde a la energía que consume. Estos dos hechos determinaron las especificaciones de diseño del GA 90 VSD: el variador se adapta a la demanda de aire en lugar de funcionar en contra de ella, y todos los componentes que rodean el elemento se seleccionaron para garantizar esa eficiencia en todo el rango de caudal.

Qué abarcan los términos «VSD» y «FF»

Hay dos nombres que describen las ramas del GA 90 VSD, y cada uno de ellos aporta un dato:

• VSD (variador de velocidad): el variador Neos ajusta la velocidad del motor en función de la demanda de aire, lo que mantiene estable el rango de presión y permite un ahorro energético de hasta el 50 % en comparación con el funcionamiento a velocidad fija.
• FF — Funcionalidad completa: el paquete integra un secador de refrigerante, por lo que el secado se realiza en el interior del GA 90 VSD en lugar de junto a él, sin necesidad de trabajos de instalación adicionales para cables y tuberías.

El GA 90 VSD se fabrica como GA 90 VSD+ en versiones de 4, 7, 9,5 y 12,5 bar, y cada versión es compatible tanto con el alcance estándar como con el de prestaciones completas. La planta elige primero el rango de presión y, a continuación, la profundidad del tratamiento del aire.

Especificaciones técnicas del GA 90 VSD

La tabla siguiente resume las cifras más destacadas del GA 90 VSD:

Rango de caudal del VSD+ en toda la banda de presión

Los datos nominales del GA 90 VSD+ abarcan cuatro presiones de trabajo, y el caudal oscila entre un valor mínimo y otro máximo en cada ajuste, ya que la potencia de salida del variador se adapta a la demanda:

Las cifras se refieren a la versión de 50/60 Hz de la máquina. El rendimiento de la unidad se mide según la norma ISO 1217, anexo E, edición 4:2009, y el caudal nominal (FAD) se mide a las presiones de trabajo efectivas de 4, 7, 9,5 y 12,5 bar(e). La presión máxima de trabajo es de 13 bar(e) / 188 psig. El nivel de ruido de 74 dB(A) es el valor medio medido a una distancia de 1 m a la presión de trabajo máxima, de acuerdo con la norma ISO 2151:2004, utilizando el método de intensidad sonora de la norma ISO 9614/2, con una tolerancia de 3 dB(A).

Dimensiones y peso

Su diseño vertical y compacto permite que el GA 90 VSD ocupe poco espacio en el suelo. La versión estándar mide 1.400 mm de profundidad, 1.300 mm de anchura y 1.968 mm de altura, mientras que la versión «Full Feature» aumenta la profundidad para dar cabida al secador integrado hasta alcanzar los 2.178 mm, sin cambios en la anchura ni la altura. La versión estándar pesa 1213 kg y la versión «Full Feature» pesa 1503 kg. El diseño vertical facilita el acceso para el mantenimiento y ahorra un valioso espacio de trabajo, lo cual es importante en salas de compresores abarrotadas, donde cada metro cuadrado ya está ocupado.

El motor iPM y el variador Neos

El corazón del GA 90 VSD es un motor de imanes permanentes internos diseñado internamente en Bélgica. El motor iPM supera las normas IE5, lo que lo sitúa una clase por encima de los requisitos habituales de eficiencia premium para motores industriales. El variador Neos también se ha desarrollado internamente y, en conjunto, el sistema de accionamiento supera los requisitos IES2 de la norma EN 50598 en materia de eficiencia de los accionamientos de potencia, por lo que las pérdidas entre la red eléctrica y el eje de accionamiento del GA 90 VSD se mantienen bajas en todo el rango de velocidades.

Refrigeración por aceite y protección IP66

El motor iPM está refrigerado por aceite, lo que proporciona una refrigeración óptima a cualquier velocidad y en cualquier condición ambiental, y no solo a carga nominal. La carcasa es estanca a la presión según la norma IP66, por lo que el polvo y la humedad nunca llegan a los devanados. El cojinete del motor está lubricado con aceite, lo que elimina la necesidad de engrasar en el plan de mantenimiento y aumenta el tiempo de actividad. El variador Neos se aloja en su propio armario con protección IP5x y una robusta carcasa de aluminio, y su calor se disipa en un compartimento independiente, de modo que los componentes eléctricos se mantienen fríos y se prolonga su vida útil.

Tren de transmisión sin mantenimiento

La transmisión directa entre el motor y el elemento no contiene engranajes, correas, acoplamientos ni juntas de eje, por lo que no hay nada que alinear, tensar ni sustituir, y no se producen pérdidas por deslizamiento. El sistema de transmisión está totalmente cerrado y protegido contra la suciedad y el polvo. La versión estándar funciona de forma fiable a temperaturas ambiente de hasta 46 °C / 115 °F, y la versión para altas temperaturas ambiente amplía este rango hasta los 55 °C / 131 °F. El propio elemento de compresión utiliza un nuevo perfil de rotor mejorado con pérdidas de presión reducidas y puertos de entrada y salida optimizados, y el control de caudal sin pérdidas de tipo Sentinel en la entrada del elemento evita las pérdidas por purga durante el funcionamiento.

Cómo VSD+ reduce a la mitad los costes energéticos

Las mediciones exhaustivas de los perfiles de demanda de aire comprimido muestran que la mayoría de las plantas presentan variaciones sustanciales en el consumo a lo largo del día, la semana y el mes. Una máquina de velocidad fija reacciona ante esos picos de baja demanda reduciendo la carga, y el tiempo de funcionamiento sin carga es un puro desperdicio. En cambio, el GA 90 VSD adapta la velocidad del motor a la demanda de aire, y el ahorro de hasta un 50 % se deriva de las mediciones independientes de auditorías energéticas que Atlas Copco publica para la plataforma VSD+.

Estabilidad de la presión y rango de regulación

El rango de caudal del GA 90 VSD abarca del 20 al 100 % de la potencia de salida, lo que significa que el GA 90 VSD reduce su velocidad hasta una quinta parte de su capacidad antes de que sea necesaria cualquier otra medida de control. Dado que el variador mantiene la banda de presión en lugar de dejar que oscile entre un punto de carga y un punto de descarga, la presión media del sistema desciende, y una presión más baja minimiza las pérdidas por fugas en la red aguas abajo. El Elektronikon Touch integrado controla la velocidad del motor y el convertidor de frecuencia de alta eficiencia como una sola unidad, sin tiempo de inactividad innecesario ni pérdidas por purga durante el funcionamiento.

Arranque bajo presión del sistema

El GA 90 VSD arranca y se detiene a plena presión del sistema sin necesidad de descargar, lo que evita la purga del aire almacenado en cada reinicio. El variador también elimina el pico de corriente durante el arranque, por lo que la infraestructura eléctrica de la planta recibe una carga suave y controlada en lugar de una corriente de arranque. El cumplimiento de la Directiva de compatibilidad electromagnética (EMC) 2014/30/UE garantiza que el variador sea compatible con los equipos sensibles conectados a la misma red eléctrica.

Artículo completo: El secador de refrigerante integrado

El aire comprimido sin tratar contiene humedad y aerosoles que corroen la red y contaminan el producto final. La versión «Full Feature» del GA 90 VSD integra un secador por refrigeración en el conjunto, dimensionado específicamente para el GA 90 VSD, de modo que no se consume energía en exceso. El punto de rocío a presión alcanza los 3 °C / 37 °F en condiciones de referencia, y el intercambiador de calor utiliza tecnología de flujo cruzado con una baja caída de presión. El secador se controla y supervisa mediante el Elektronikon. El diseño «todo en uno» ahorra espacio y costes de instalación.

No es necesario instalar tuberías, cableado ni poner en marcha ninguna segunda unidad junto al compresor, lo que permite que la cadena de tratamiento sea tan compacta como la parte de compresión.

Gestión del condensado

El drenaje electrónico sin pérdidas elimina el condensado solo cuando se ha acumulado, por lo que no se escapa aire comprimido junto con el agua. Un derivador manual integrado mantiene el flujo del condensado en caso de corte de corriente, y el drenaje está integrado con el Elektronikon, de modo que cualquier obstrucción activa una alerta en el controlador en lugar de pasar desapercibida. Las funciones de control avanzadas mantienen el aire seco en cualquier circunstancia y evitan que el secador se congele con cargas reducidas, lo que protege la calidad del aire tanto en días de poca actividad como en ciclos de producción a pleno rendimiento.

Supervisión y control

El controlador Elektronikon Touch gestiona el GA 90 VSD mediante una pantalla multilingüe de 4,3 pulgadas, con indicaciones de aviso, funciones de parada del compresor y programación del mantenimiento. La supervisión remota SMARTLINK viene de serie y transmite los parámetros de funcionamiento del GA 90 VSD a un ordenador o dispositivo móvil en tiempo real, con alertas de servicio, un calendario de mantenimiento y un centro de recursos en línea. El control opcional de compresores múltiples coordina dos, cuatro o seis unidades en una misma red de aire.

SMARTLINK y OPC UA

Para las plantas que basan su producción en los principios de la Industria 4.0, el GA 90 VSD ofrece conectividad OPC UA. Atlas Copco fue el primer fabricante de compresores en ofrecer este protocolo de comunicación máquina a máquina, que integra el compresor en la red de producción con datos estandarizados, cifrado, autenticación, auditoría y control de usuarios. El resultado es un equipo de aire comprimido que informa de su propio estado en lugar de esperar a la siguiente inspección presencial.

Opciones que amplían el paquete

• Recuperación de energía: se puede recuperar hasta el 75 % de la energía eléctrica consumida en forma de aire caliente para la calefacción de talleres y naves, o de agua caliente para radiadores, lavanderías y calefacción de procesos.
• Versión para temperaturas ambientales elevadas: funcionamiento fiable hasta 55 °C / 131 °F, ideal para climas cálidos y espacios con poca ventilación.
• Prefiltro: protege el sistema de refrigeración en entornos polvorientos y alarga el intervalo de mantenimiento del filtro principal.
• Termostato tropical y protección contra heladas: estabilizan el circuito de aceite y el sistema de condensación en climas extremos.
• Filtro UD+: alcanza la clase de calidad del aire 1.4.2 según la norma ISO 8573-1:2010 con un solo cartucho y una caída de presión un 40 % menor que la combinación convencional de dos filtros.
• Aceite de grado alimentario y aceite RXD: elige el lubricante adecuado para aplicaciones relacionadas con la alimentación o para rangos de temperatura ampliados.
• Kit de venta de ventilador de conducto y transformador: permite adaptar la máquina a la extracción de calor por conductos o a tensiones de alimentación no estándar de 200-230 V y 500-575 V.

Aplicaciones del GA 90 VSD

El amplio rango de presión define el ámbito de aplicación del GA 90 VSD. La versión de 4 bar se utiliza para aplicaciones de baja presión, como el transporte en fase densa, la agitación y el soplado, en las que una máquina de alta presión regulada a baja potencia desperdiciaría la mayor parte de su potencia. Las versiones de 7 y 9,5 bar suministran aire general de planta, herramientas neumáticas, actuadores y consumidores de proceso. La versión de 12,5 bar abastece redes de alta presión, sistemas de corte por láser y aire para instrumentos, donde la reserva hasta una presión máxima de trabajo de 13 bar(e) mantiene estable el colector.

Las plantas con una demanda variable son las que más se benefician. Los talleres con zonas de soldadura, corte y granallado, las plantas alimentarias y farmacéuticas con ciclos de limpieza in situ, y los proveedores del sector de la automoción con talleres de prensado y pintura ven cómo el variador se adapta a su perfil de carga en lugar de ir en contra de él. En los casos en que la demanda de aire se mantiene cercana a la potencia nominal durante las 24 horas del día, el GA 90 VSD sigue protegiendo la inversión gracias a la reducción de la presión media del sistema y a la eliminación del funcionamiento en vacío.

Servicio técnico y asistencia para el GA 90 VSD

La disposición vertical agrupa los puntos de mantenimiento del GA 90 VSD tras unas amplias puertas de acceso, y el cojinete del motor lubricado con aceite elimina por completo la tarea de relubricación del programa de mantenimiento. Las piezas de recambio se encuentran al alcance de la mano desde una única posición, y el Elektronikon contabiliza las horas de funcionamiento que determinan cada intervención. Los fluidos y lubricantes de Atlas Copco están diseñados específicamente para el GA 90 VSD con aditivos antioxidantes y antiespumantes, y los planes de mantenimiento opcionales cubren el mantenimiento preventivo, las piezas de recambio y las reparaciones.

Seadweer suministra piezas de recambio y kits de mantenimiento de Atlas Copco para el parque instalado del modelo GA 90 VSD y sus variantes «Full Feature». Para conocer la misma tecnología VSD+ en un bastidor de mayor tamaño, consulte el Atlas Copco GA 160 VSD. Envíanos el modelo del compresor junto con las piezas que necesitas y te confirmaremos los artículos correctos junto con el presupuesto de una sola vez.

Preguntas frecuentes

¿Qué significa «VSD+» en el GA 90 VSD?

Destaca por su plataforma de variador de velocidad: el inversor Neos ajusta la velocidad del motor iPM en función de la demanda de aire, lo que supone un ahorro energético de hasta el 50 % en comparación con el funcionamiento a velocidad fija y mantiene estable el rango de presión en un intervalo de caudal del 20 al 100 %.

¿Es la GA 90 VSD una máquina con inyección de aceite?

Sí. Se trata de un compresor de tornillo rotativo con inyección de aceite; el aceite sella y enfría el elemento de compresión antes de que el separador lo extraiga de la corriente de aire. El funcionamiento sin aceite corresponde a las plataformas independientes ZR y ZT.

¿Qué caudal de aire suministra el GA 90 VSD?

El caudal del FAD oscila entre 48 y 311 l/s (102 y 660 cfm) en las cuatro presiones de trabajo y en todo el rango de modulación. El ajuste de 4 bar ofrece el caudal máximo más alto, de 311 l/s, y cada aumento en la escala de presión reduce el caudal a cambio de una mayor presión.

¿Qué aporta el FF al GA 90 VSD?

FF son las siglas de «Full Feature»: el conjunto integra un secador de refrigerante con un punto de rocío a presión de 3 °C / 37 °F y un sistema electrónico de gestión de condensados sin pérdidas. La derivación añade 778 mm a la profundidad del conjunto y 290 kg de peso a la configuración estándar.

¿Qué nivel de ruido tiene el GA 90 VSD?

El nivel medio de presión acústica es de 74 dB(A), medido a una distancia de 1 m a la presión máxima de trabajo, de conformidad con la norma ISO 2151:2004, utilizando el método de intensidad acústica de la norma ISO 9614/2, con una tolerancia de 3 dB(A).

¿En qué sectores se utiliza el GA 90 VSD?

La base la constituyen los talleres con sistemas de producción por lotes y turnos, las plantas alimentarias y farmacéuticas, los proveedores del sector de la automoción y la industria en general. Todos ellos valoran la selección de presión de 4 a 13 bar, el accionamiento iPM de clase IE5 y la opción de secador integrado en un paquete que soporta 1213 kg en un espacio reducido.