Compressore Cos'è il compressore I compressori volumetrici I compressori dinamici I compressori in commercio Come costruire un compressore Curiosità Migliori marche di Valentina Tortelli

Il mantice, considerato il "nonno" dell'attuale compressore, è stato con buone probabilità uno dei primi attrezzi inventati dall'uomo e risale all'età del rame. Oggi in commercio ce ne sono molti tipi: da quelli volumetrici a quelli dinamici, passando per quelli rotativi, a vite e centrifughi.

Cos'è il compressore

Letteralmente si definisce compressore una macchina in grado di alzare la pressione di un gas attraverso un procedimento meccanico. Differisce dalla pompa comune perché può essere usato solo in presenza di fluidi per i quali valga il principio dei gas perfetti, chiamati fluidi comprimibili. Ogni macchina ha un suo rapporto di compressione definito dal rapporto fra la pressione assoluta di mandata e quella assoluta di ingresso.

La dicitura 3:1, ad esempio, significa che il rapporto di compressione della macchina è 3. la storia dei compressori ha origini lontane: già nell'età del ferro (a partire quindi dal XII secolo a.C.) si stima che l'uomo avesse inventato il mantice, considerata il più antico compressore. Raffinato durante i secoli, fu largamente impiegato a partire dal 1600 per creare ventilazione nei canali delle miniere. Azionati con motori a vapore, gli unici disponibili all'epoca, i compressori erano in grado di mandare aria compressa a considerevoli profondità nel sottosuolo per garantire ai minatori una corretta, o perlomeno, sostenibile presa d'aria.

I compressori alternativi dell'epoca, sia pure con sempre più frequenti e moderne rivisitazioni, sono rimasti per lungo tempo quelli più comuni. Solo recentemente si sono affacciati sul mercato nuovi tipi di macchine, chiamate compressori volumetrici e compressori dinamici. Il "compressore" nell'accezione quotidiana del termine, definisce quella macchina che è in grado di comprimere l'aria (o altro gas) aumentandone la densità e diminuendo il volume. Il gas così ottenuto ha una forte energia potenziale e una pressione elevatissima.

In particolare, le macchine che comprimono aria, chiamati appunto compressori d'aria, producono quella pressione necessaria ad azionare attrezzi quali martelli pneumatici, pistole a spruzzo e sabbiatrici. Esistono però compressori che hanno tutt'altra funzione, come quelli stradali: macchine che servono per appianare (comprimere, appunto) il manto stradale appena rifatto.

I compressori volumetrici

Come abbiamo detto esistono diversi tipi di compressore. La loro diversa denominazione dipende generalmente dalla meccanica di funzionamento. Quelli volumetrici, comprimono l'aria o il gas in volume indipendente dalle condizioni di mandata e aspirazione. In altre parole, in queste macchine, velocità di rotazione e portata sono direttamente proporzionali, mentre il rapporto di compressione è indipendente dalla suddetta velocità di rotazione. Il tipo più comune fra questi, viene chiamato "compressore alternativo".

L'aria (o altro gas) viene convogliata per aspirazione in un cilindro e poi letteralmente compressa da uno stantuffo. Successivamente, tramite una valvola di controllo, la quantità compressa viene inviata in un serbatoio pronta per essere utilizzata. Fa parte della famiglia delle macchine alternative anche il "compressore ad anello liquido" che, invece delle pale, ha appunto un anello di liquido incomprimibile che consente la tenuta del gas.

Ha un maggior rendimento volumetrico ma un minor risparmio di energia rispetto al compressore con le palette. Sempre della famiglia dei compressori alternativi, ci sono i "compressori a lobi". Molto robusti e resistenti, senza parti che sfregano fra loro, producono la compressione grazie a due rotori a due lobi l'uno che ruotano parallelamente in sincronia fra loro. Chiamati anche "soffianti", consentono generalmente un rapporto di compressione 2:1.

Vengono impiegati nei motori a Ciclo Otto (cioè quasi tutti i motori alimentai a benzina), negli evaporatori per comprimere il vapore stesso e nella produzione del vuoto spinto come primo stadio. Esistono poi dei compressori chiamati "a vite", con meccanica più semplice rispetto ai compressori alternativi e rendimento più elevato: la macchina è infatti soggetta a meno sollecitazioni perché le due viti di diametro differente che producono la compressione, si muovono di moto continuo. Hanno generalmente rapporti di compressione elevati (3:1 o 4:1) e possono essere usati in più stadi.

I compressori dinamici

Fanno parte invece della categoria di compressori cosiddetti "dinamici", le macchine centrifughe e assiali. Le macchine dinamiche sono chiamate anche "turbocompressori" in grado, però, di raggiungere solo una pressione media. Qui, la maggiore densità del gas viene prodotta utilizzando una ventola montata in un cilindro chiuso.

L'aria esterna, convogliata all'interno del cilindro, viene accelerata dalla forza centrifuga della ventola in azione. Un diffusore fisso a pale trasforma l'aria accelerata in pressione e la convoglia in un serbatoio. Per ottenere maggiore densità, possono essere necessari diversi stadi di compressione, cioè può essere necessario ripetere più volte lo stesso procedimento, utilizzando come "materia base" l'aria o il gas già compresso nello stadio precedente.

Si stanno mettendo a punto compressori dinamici in grado di ottimizzare lo scambio energetico per un miglior rapporto tra peso, dimensioni e ingombro. Le macchine centrifughe e quelle assiali, pur appartenendo al genere di compressori dinamici, presentano delle sostanziali differenze di funzionamento.

I compressori centrifughi, infatti, producono la compressione usando la forza centrifuga di una ventola che ruota ad una velocità di migliaia di rad/s, avendo i gas una massa specifica misurata in circa 1/1000 rispetto a quella dei liquidi. Hanno un rapporto di compressione elevato, fino a 10:1 e vengono impiegati prevalentemente per la loro silenziosità e laddove non si voglia creare nessuna contaminazione del gas con materiali fluidi o solidi.

A causa delle grandi dimensioni, però, questi compressori presentano delle limitazioni di utilizzo: non vanno bene infatti per i motori aeronautici, ma sono impiegati negli impianti di refrigerazione a gradi portate e nella sovralimentazione di motori per automobili. I compressori assiali, invece, si prestano bene a differenza di quelli centrifughi, ad essere assemblati in stadi per ottenere elevate compressioni del gas; il rapporto di compressione in queste macchine può arrivare fino a 30. Sono macchine impiegate laddove servano elevate compressioni come nei motori a reazione ad uso aeronautico.

I compressori in commercio

Si dividono sostanzialmente in due categorie: quelli per uso industriale e professionale e quelli per hobby e bricolage. Le caratteristiche tecniche e il prezzo variano di molto. Nella prima categoria rientrano i compressori a pistone e quelli adatti a uso continuo con spegnimento automatico. Alcune delle marche produttrici sono Atlas Copco, Kaiser, Mattei, Radaelli, Compair Holman, Zanon.

Fanno parte della categoria amatoriale quei compressori generalmente su rotelle, di piccole o medie dimensioni e di prezzo inferiore ai 500-1000 euro. Valex, Fini Tiger, Mannesmann sono alcune fra le marche produttrici anche di compressori per il fai da te.

Gli usi di queste macchine sono fra i più svariati: per il modellismo, per la costruzione di mobili e piccoli oggetti, per la verniciatura, per la pulizia della casa. Anche le automobili dotate di sistema di aria condizionata montano dei compressori appositamente studiati per questa funzione. La Ide Compressors e la Bauer Group sono invece fra le aziende produttrici di compressori ad immersione, necessari per la produzione di aria pura e respirabile. Sono generalmente dati in dotazione ai subacquei e ai vigili del fuoco.

Si dividono in portatili e fissi. Fra le categorie di impiego dei compressori ad uso professionale c'è l'area geofisica e sismica: le strumentazioni di rilevazione utilizzano grandi macchine capaci di una portata volumetrica fino a 3.500 litri al minuto e in grado di raggiungere una pressione pari a 350 bar. Infine, esistono compressori adatti alla carica dei fucili e delle carabine per il tiro a segno.

Come costruire un compressore home-made

Un compressore per uso domestico può anche essere costruito in casa. Il procedimento è semplice, basta procurarsi: un motore, un estintore, un presso stato, un filtro di recupero condensa, un rubinetto, un'areopenna, olio di vaselina come lubrificante per il motore, una tavola di compensato o cartone pressato per montare tutte le componenti e le rotelle per facilitare lo spostamento della macchina.

Il motore: va benissimo il motore di un frigorifero usato, sia perché facile da trovare (presso qualunque riparatore di frigoriferi se ne trovano a poco prezzo o addirittura in regalo; presso una discarica, ma solo se si è in grado di smontarlo dal frigo) sia perché è resistente, silenzioso e in grado di fornire elevata compressione.

L'estintore: serve, vuoto, come serbatoio. Si possono trovare sia in commercio sia presso fabbriche, stazioni di autobus, scuole. In questo secondo caso, si può ottenere anche gratis poiché il turn over di queste macchine è frequente: dopo un tot di anni o di ricariche, infatti, l'estintore deve essere sostituito pena la perdita di funzionalità. Una volta ottenuto (l'ideale è un compressore di capienza 3-4 litri) occorre svitarlo, svuotarlo e lavarlo accuratamente, facendo attenzione alla polvere ignifuga che è tossica per le vie respiratorie. Prima di riavvitarlo, cambiare la guarnizione. Adesso creare gli ingressi e le uscite dal serbatoio.

L'ingresso lo si ottiene sfruttando per questo scopo la valvola di sicurezza dell'estintore. All'uscita, invece, va collegato il pressostato. Il presso stato è un dispositivo a due stadi che rileva (con la funzione aperto o chiuso) la pressione di un fluido. Ha un valore chiamato soglia di attivazione e uno, ben distanziato, di disattivazione. A differenza del manometro non è in grado di leggere la pressione del gas o fluido sulla scala.

Nel nostro caso, il pressostato stacca l'alimentazione al motore al raggiungimento degli 8 bar di pressione, per riattaccarla a 6 bar. Essendo la costruzione manuale, però, lo strumento può essere tarato diversamente. Al pressostato va attaccato un variatore di pressione, utile per regolare la pressione emessa a seconda dell'utilizzo e poi l'aeropenna con ugello. Altre due componenti per rendere il compressore più funzionale sono: un rubinetto per svuotare rapidamente il serbatoio e un manometro collegato all'uscita del riduttore di pressione. In questo modo si vede l'esatto valore della pressione con la quale si sta lavorando. Infine, montare il tutto su una tavola di compensato o cartone rigido con rotelle.

Curiosità

Il termine compressione si presta a molteplici interpretazione negli ambiti più disparati dello scibile umano. In fisica è usato per descrivere un'azione meccanica che altera le dimensioni di un corpo avvicinandone le molecole di cui è composto. Infatti la compressione non è altro che una riduzione del volume di un solido o di un gas e può essere intesa anche come una trasformazione aerodinamica che determina un aumento di pressione.

In ambito metallurgico, la compressione dei metalli o delle polveri può avvenire a caldo o a freddo. Il procedimento a caldo si usa solo per la preparazione di materiali particolari come le leghe diamantate o i materiali di attrito, come particolari leghe. La compressione comunemente intesa, invece, avviene a freddo, cioè a temperatura ambiente: i valori della pressione, compresi tra 1 e 15 t/cmq varia al varial del tipo di metallo da comprimere.

In ambito medico, invece, la compressione è un termine usato per delineare uno schiacciamento del midollo spinale attribuibile a svariate cause (compressione midollare) o la presenza di lesioni intracraniche che schiacciano l'encefalo producendo, appunto, una compressione encefalica. È generalmente considerata una condizione morbosa del paziente, causata anche dalla presenza nelle aree cerebrali di tumori o ematomi.

In chirurgia, la compressione indica una particolare fasciatura con garza, necessaria per arrestare emorragie a fiotti. Infine, il termine disturbi da compressione, indica le lesioni o le malformazioni che un arto o un organo possono subire se sottoposti a costrizioni più o meno prolungate nel tempo.

Migliori marche

• http://www.dewalt.it
  l’Azienda DEWALT progetta, produce e commercializza macchine industriali dal 1922, da quando cioè, il suo fondatore Raymond DEWALT inventò la prima sega radiale. I colori giallo e nero dei prodotti per l'elettroutensileria professionale a marchio DEWALT sono riconosciuti in tutto il mondo innanzitutto per la potenza e l’affidabilità. L’Azienda inoltre,presta particolare attenzione alle problematiche ambientali, imponendo ai propri impianti produttivi di minimizzare al massimo la produzione di rifiuti e di utilizzare materiali riciclabili.
  
  
• http://www.boge.it
  L’Azienda BOGE KOMPRESSOREN è specializzata nella progettazione, produzione e commercializzazione di impianti completi ad aria compressa. L’Azienda è leader in Germania nella fabbricazione di tali articoli ma i prodotti sono conosciuti e acquistati in quasi tutto il mondo grazie ad una efficace rete di filiali, partner e rivenditori. Attualmente l’Azienda produce Compressori rotativi, Compressori a pistone lubrificati e si occupa della manutenzione e del servizio di assistenza agli impianti di aria compressa.
  
  
• http://www.abac.it
  L’ Abac S.p.A. è nata nel 1980 e si occupa della produzione di compressori d'aria. Negli stabilimenti in provincia di Torino, l’Azienda realizza articoli da destinare al settore amatoriale, industriale, professionale e semiprofessionale da distribuire in tutto il mondo. Punto di forza dell’ Abac S.p.A. è innanzitutto la qualità dei suoi prodotti che, unitamente ad una consolidata esperienza nel settore della termodinamica e pneumomeccanica, la rende rinomata sia a livello nazionale che internazionale.
  
  
• http://www.ferrua.com
  l’Azienda Ferrua Sistemblock S.r.L è sul mercato dal 1974 con la fabbricazione di compressori a pistoni. Punto di forza dell’Azienda è l’alta qualità dei prodotti, l’innovazione e, innanzitutto, l’ottimo rapporto qualità/prezzo. Tagliando alcuni percorsi di vendita, l’Azienda ha la possibilità di risparmiare sui costi e, di conseguenza, può essere maggiormente competitiva sul mercato. La Ferrua Sistemblock S.r.L inoltre, può garantire ai propri clienti anche un’assistenza qualificata e adeguata alle proprie esigenze.
  
  
• http://www.cattani.it
  La popolarità della Cattani, già nota al mercato dal 1967, è aumentata quando la NASA ha chiesto all’Azienda di produrre un componente delle attrezzature scientifiche dello Shuttle, e inserendola successivamente nell’elenco dei propri fornitori. In Italia, invece, l’Azienda ha partecipato alla realizzazione dell’Eurostar con la progettazione e installazione di un sistema di pressurizzazione tecnologicamente molto avanzato. L’Azienda inoltre, è presente con i propri articoli in tutto il mondo e, attualmente, quasi il 60% della propria produzione è destinata al mercato estero, specialmente Asia, Europa ed Australia.