Cómo elegir un compresor portátil: calcule primero presión y caudal

En una obra de perforación, un compresor mal elegido rara vez falla de inmediato. Los problemas aparecen poco a poco: el pozo avanza más lento, las bocas se desgastan antes de lo previsto, el detritus deja de subir al llegar al agua y al final la sarta se atasca. A menudo la perforadora y el martillo están bien: el problema es el compresor que los alimenta.

Elegir un compresor portátil consiste en acertar dos cifras: presión y caudal. La presión decide si el martillo trabaja y si el detritus sube desde el fondo; el caudal decide la velocidad de perforación y lo limpio que queda el pozo. Este artículo repasa ambas para trabajos de perforación, para que pueda estimar un rango y contrastarlo con su proveedor.

La presión no es una cifra: son cuatro sumadas

A menudo se pregunta «¿cuántos bar necesito para este pozo?» como si solo dependiera de la perforadora. En realidad, la presión que debe entregar el compresor es la suma de cuatro partes.

La primera es la presión de trabajo del martillo. Los martillos estándar de alta presión trabajan a unos 1,7–1,8 MPa y los de ultra alta presión a 2,0–2,4 MPa. Es el mínimo: por debajo, el martillo no golpea bien.

La segunda viene de la profundidad. Cuanto más profundo el pozo, más recorre el aire por las varillas y mayores son las pérdidas por fricción y la contrapresión en el fondo.

La tercera es el agua, la que más se subestima. Por debajo del nivel freático, la columna de agua del pozo genera contrapresión: unos 0,1 MPa, o 1 bar, por cada 10 m. Perforar 40 m por debajo del nivel freático añade 4 bar por sí solo. Esa es la razón principal por la que los pozos profundos de agua y geotérmicos usan 25, 30 bar o más.

La cuarta es la pérdida en mangueras. Cuanto más larga la línea del compresor a la perforadora y más racores, mayor la pérdida.

Sume las cuatro y tendrá la presión que realmente necesita el compresor. Conviene aclarar un error habitual: un martillo más grande no implica más presión. De 3,5" a 14", los martillos comunes trabajan a presiones similares; lo que cambia con el tamaño es el consumo de aire.

Caudal: compruebe ambos requisitos y tome el mayor

El caudal debe cubrir dos requisitos: el consumo propio del martillo y el aire necesario para subir el detritus desde el fondo. Tome el mayor de los dos.

El consumo del martillo figura en los datos del fabricante y varía enormemente: unos 7,5–9 m³/min para un martillo de 3,5" y 68–80 m³/min para uno de 14".

El aire de barrido depende de la velocidad ascendente, es decir, de lo rápido que sube el aire entre las varillas y la pared del pozo. Manténgala aproximadamente entre 900 y 2.100 m/min. Por debajo, el detritus no sube, se retritura en el fondo, frena la boca y puede atascarla; por encima, varillas y pared se desgastan mucho más rápido.

La velocidad depende también del tamaño de varilla. Varillas más gruesas dejan menos espacio, así que el mismo caudal da más velocidad. Si su comprobación muestra una velocidad demasiado alta, la solución habitual es cambiar de varilla, no reducir el compresor. Con avance de entubado el anular es menor y hay que hincar la tubería, así que añada un 10–15% al caudal y suba un escalón de presión.

Una o dos etapas depende de la presión

Una vez conocida la presión, el tipo de compresión casi se deduce. Hasta 13 bar, un equipo de una etapa es más sencillo y barato; desde 20 bar una etapa no llega, así que debe ser de dos etapas.

Entre 14 y 19 bar sirve cualquiera. Una etapa cuesta menos de compra; dos etapas consumen menos combustible o energía a la misma presión. Para servicio continuo prolongado, el combustible ahorrado en pocos años suele superar la diferencia de precio, por lo que recomendamos dos etapas.

¿Cuánto margen? No use «comprar más grande» como seguro

Algo de margen es necesario, pero más grande no es mejor. Un equipo mucho mayor de lo necesario trabaja casi siempre a baja carga, de modo que el consumo y el desgaste por metro cúbico suben: caro de comprar y caro de operar.

Un criterio razonable es un 10–15% sobre la cifra calculada y, después, aplicar los factores de corrección por altitud o calor, porque el aire enrarecido o caliente reduce el rendimiento real. Los pozos de más de 10" o más profundos de 200 m suelen necesitar varios equipos en paralelo: pida a un ingeniero que los calcule.

Un ejemplo completo: un pozo de agua que encuentra agua

Supongamos un pozo de agua con un martillo estándar de alta presión a 1,7 MPa que se perforará 40 m por debajo del nivel freático.

Primero la presión: 1,7 MPa del martillo, más 0,4 MPa de la columna de 40 m de agua, más unos 0,1–0,2 MPa por profundidad y mangueras; en total unos 2,2–2,3 MPa, así que elija un equipo de 25 bar.

Después el caudal: busque el consumo nominal del martillo, compruebe el aire de barrido para el pozo y la varilla, tome el mayor y añada un 10–15%.

Por último el modelo. Con red estable en obra, el equipo eléctrico KayDrill DM250-31/25 entrega 31 m³/min a 25 bar. Sin red, o si la perforadora se traslada a menudo, elija el diésel CM400-31/25-33/18. Es de doble régimen: el ajuste de 25 bar para el tramo profundo con agua y, con un interruptor, 33 m³/min a 18 bar para la perforación somera y el desarrollo: una máquina para todo el pozo.

En resumen

Las fichas técnicas de compresores parecen complicadas, pero todo se reduce a dos cosas: presión suficiente para vencer martillo, profundidad y agua, y aire suficiente para accionar el martillo y limpiar el pozo. Acierte esas dos cifras, elija una o dos etapas según la presión y deje un margen razonable, y evitará la mayoría de los errores de selección.

Si prefiere no calcular, use el asistente de selección de nuestra web: responda seis preguntas sobre región, aplicación, diámetro y profundidad, roca y agua, condiciones de obra y preferencias, y obtenga modelos recomendados. Para gran altitud, pozos profundos, entubado o varios equipos en paralelo, hable con nuestros ingenieros para un cálculo específico.