Una planta termosolar de torre de sales fundidas situada en un entorno desértico necesitaba un suministro de aire comprimido continuo, limpio y estable para dos servicios muy distintos: aire de instrumentos y proceso en gran caudal, y aire de media presión para purgado y accionamiento de válvulas especiales. Los paquetes de compresores estándar no cubrían bien ambos extremos del perfil de demanda. La planta instaló dos compresores de tornillo con inyección de aceite en una configuración de presión dividida —una unidad DH-185ZW de dos etapas y velocidad fija, y una unidad DRV-185ZW de media presión— junto con protección de admisión, lógica de refrigeración y formación de operadores adaptadas al emplazamiento.
Las plantas termosolares de torre de sales fundidas concentran la radiación solar mediante un campo de heliostatos sobre un receptor central, calientan sales nitradas para almacenamiento térmico y generan electricidad despachable. Esa configuración depende del aire comprimido en varios puntos. El aire de instrumentos acciona válvulas de control y válvulas de drenaje del lado de las sales. El aire de proceso acciona esas válvulas y también refrigera los cojinetes de las bombas de sales. El seguimiento de los heliostatos se ha demostrado desde hace tiempo con principios de accionamiento neumático, en los que pulsos de aire comprimido mueven el conjunto de concentradores. En la práctica, el sistema de aire no es un servicio secundario: una caída de presión en el colector de instrumentos puede interrumpir la respuesta de las válvulas, y la contaminación puede desgastar los componentes internos de precisión de las válvulas de formas difíciles de atribuir al suministro de aire.
Las condiciones del emplazamiento elevan aún más la exigencia. La carga de polvo ambiental es alta, las diferencias de temperatura entre el día y la noche son grandes y la planta opera todo el año. La demanda de aire también alterna entre una carga base continua y eventos periódicos de media presión para purgado y accionamiento de actuadores.
Un único compresor dimensionado para la carga total conectada funcionaría de forma ineficiente en carga parcial durante buena parte del día. Un sistema de una sola presión obligaría además a toda la planta a operar a la presión más alta exigida por el usuario más exigente, lo que normalmente es una decisión desacertada desde el punto de vista del consumo energético, porque los usuarios de baja presión recibirían aire a una presión innecesariamente alta. Lo que la planta necesitaba era un sistema dividido: una máquina para el aire base de instrumentos y proceso, y una segunda máquina dedicada al servicio de media presión, cada una controlada para que no compitan en el mismo colector.
El DH-185ZW es un compresor de tornillo con inyección de aceite, de velocidad fija y dos etapas. La compresión en dos etapas reparte la relación de compresión entre dos rotores, lo que reduce el trabajo perdido por el calor entre etapas y mejora la potencia específica frente a una máquina de una etapa a la misma presión de descarga. En esta instalación asume la carga base: neumática del campo de heliostatos, aire de instrumentos para válvulas de control y drenaje, y aire de proceso general de planta. El funcionamiento a velocidad fija encaja con una carga estable durante largos periodos, y el bloque compresor de dos etapas mantiene bajo el consumo en kWh por metro cúbico en servicio continuo.
El DRV-185ZW cubre el segmento de media presión. Los compresores de tornillo de media presión suelen cubrir el rango de 20 a 40 bar, una banda superior al aire de planta convencional pero inferior a las presiones muy altas propias de la compresión de gases especializada. En esta planta se destina al purgado de líneas de sales fundidas y a los actuadores neumáticos especiales que necesitan una presión mínima más firme que la que ofrece el colector base. La máquina mantiene la presión en una banda estrecha, porque los usuarios aguas abajo —componentes de precisión de válvulas y tuberías de alta temperatura— son sensibles tanto a las oscilaciones de presión como al arrastre de partículas.
Los dos compresores están secuenciados de modo que la máquina base atiende la carga estable de instrumentos y proceso, mientras la de media presión entra en servicio para sus usuarios dedicados. Esto evita el fallo habitual en salas con varios compresores, donde ambas máquinas funcionan en carga parcial y la presión del colector sigue fluctuando. Dividir el sistema por zonas de presión también implica que el colector base no tenga que mantenerse en el valor de consigna de media presión, lo que reduce el consumo energético del mayor volumen de aire.
El polvo del desierto es un problema del bloque compresor antes de convertirse en un problema del filtro. La planta especificó una protección de admisión superior al filtro de panel estándar, con el objetivo de que el polvo que llegue al equipo sea suficientemente fino y esté suficientemente diluido para evitar un desgaste acelerado de rotores y cojinetes. También se ajustó la lógica de refrigeración y control de temperatura al rango térmico del emplazamiento, porque un compresor que debe arrancar con fiabilidad al amanecer y operar durante una variación vespertina de más de 30 °C necesita parámetros de control que un paquete para clima templado no ofrece. Ninguno de los dos cambios es exótico, pero ambos son el tipo de detalle que distingue un equipo que dura de otro que se convierte en una carga de mantenimiento al segundo año.
La planta puso en marcha un programa de formación práctica para el equipo de operaciones, covering both machines. El contenido incluyó secuencias de arranque y parada, puntos de inspección diarios, intervalos de cambio de filtros y lubricante, reconocimiento de condiciones anómalas de funcionamiento, respuesta ante emergencias y prácticas operativas orientadas al ahorro energético. Se hizo hincapié en las diferencias entre ambas unidades: la máquina base de dos etapas y la de media presión no comparten el mismo envolvente de funcionamiento ni los mismos disparadores de mantenimiento. Estandarizar esas rutinas reduce la probabilidad de que un evento de media presión se gestione con supuestos de carga base, que es donde se originan la mayoría de las paradas evitables.
La configuración de presión dividida proporciona a la planta un suministro de aire base y un suministro de media presión controlables de forma independiente, en lugar de un único sistema sobredimensionado funcionando a la presión más alta del emplazamiento. La máquina base de dos etapas asume la carga continua de instrumentos y proceso con una potencia específica inferior a la de una unidad de una etapa; la máquina de media presión cubre el servicio intermitente de alta presión sin obligar a toda la planta a operar en ese nivel. Las modificaciones de admisión y refrigeración abordan las dos condiciones del emplazamiento —polvo y oscilación térmica— con mayor probabilidad de acortar la vida del bloque compresor. La formación vincula el equipo con las personas que lo operan, de modo que la filosofía de control se mantiene entre cambios de turno.
En una planta CSP, el aire comprimido representa una fracción pequeña del coste de inversión, pero una proporción desproporcionada de las paradas innecesarias si se dimensiona mal. Esta instalación trata el sistema de aire como dos suministros coordinados en lugar de un único compromiso, y ajusta tanto los equipos como las rutinas de operación al emplazamiento, no a una ficha de catálogo.
