Piedras angulares: Los horizontales de Cooper dominan

Cilindros compresores dobles Cooper tipo 22.

Apenas una década después de fabricar su primer compresor horizontal de gran tamaño con motor de gas, ya dominaba el mercado de compresión de gas natural por gasoductos. El extremo del compresor, que se muestra en la unidad en tándem de la figura 1, era una pequeña parte de las máquinas largas y enormes que se enviaban en muchas piezas, lo que requería un reensamblaje y una alineación precisa durante la instalación en una estación de compresión.

La cimentación y el cuidado dedicados a la nivelación y alineación de cada mitad del motor eran de suma importancia. De hecho, la cimentación era lo único que mantenía alineadas las dos mitades de un motor tándem doble. Por lo tanto, los motores de este tipo requerían cimentaciones realmente sólidas para que, en caso de asentamiento, este se produjera como una sola unidad y no provocara la desalineación de las dos mitades del motor.

Debido a la longitud de cada lado de estos motores, se producía una variación considerable en su longitud al pasar del arranque en frío a la temperatura normal de funcionamiento. Este problema se solucionó atornillando firmemente solo el bastidor principal a la base, mientras que el soporte del cilindro central (pieza de separación) y la guía de cola descansaban sobre una subbase con guías mecanizadas que permitían una expansión o contracción perfectas debido a los cambios de temperatura. La guía de cola de un motor Cooper Tipo 22 muestra esta disposición en la Figura 2.

Guía de cola Cooper Tipo 22 sobre corredera mecanizada.

Otra característica de estos motores era que, dado que las bielas y los pistones estaban completamente apoyados en ambos extremos y en el centro, su peso no ejercía presión sobre las paredes del cilindro. Por lo tanto, la única fuerza de desgaste en el cilindro era la de los anillos de sellado del pistón. Esta fue una de las razones de la excepcional vida útil de los motores. Originalmente, los motores estaban equipados con un sistema de encendido de baja tensión, con dos encendedores en cada cilindro. Los sistemas de encendido se fueron actualizando a medida que avanzaba la tecnología a lo largo de la vida útil de los motores.

Aunque Cooper fabricaba motores horizontales con potencias desde 50 hp (37 kW) hasta 1600 hp (1193 kW), los más comunes eran el Tipo 22 de 36 pulgadas (mm) de carrera y sus primos más grandes, los Tipo 24 y 26. El motor bicilíndrico Tipo 22 tenía una potencia nominal de 970 hp (723 kW) con el diseño excéntrico original o de 1000 hp (746 kW) con el diseño de leva de siguiente generación. Ambos tenían una velocidad nominal de 125 rpm. El motor bicilíndrico con compresor medía 52,5 pies (16,0 m) de largo x 21,7 pies (6,6 m) de ancho. El volante de inercia de 14 pies (4,27 m) de diámetro utilizado en el motor bicilíndrico pesaba 30 000 lb (13 605 kg). El peso de envío del motor completo Tipo 22 era de 260 000 lb (117 914 kg), lo que equivale a la asombrosa cifra de 260 lb/hp (158 kg/kW). Por supuesto, para su transporte, los motores se desmontaban en numerosas piezas que podían subirse a vagones de ferrocarril, carros pesados o trineos para su traslado a lugares remotos.

Una de las últimas instalaciones operativas de motores Tipo 22 se encontraba en la estación compresora de Rockport (Virginia Occidental) de la Columbia Gas Transmission Corporation. Tres motores horizontales Cooper Tipo 22 seguían en funcionamiento en esta estación para la inyección y extracción de gas en depósitos subterráneos hasta 2013, cuando fueron retirados. Un equipo de seis personas, además de un superintendente de la estación, mantenía la estación y el equipo en perfectas condiciones y en funcionamiento continuo. También realizaban todo el mantenimiento, incluyendo el desmontaje de los motores para su inspección y reparación cada 20.000 a 30.000 horas de funcionamiento. Los grandes motores se habían instalado en Rockport en 1954, aunque habían sido trasladados desde una estación compresora anterior construida en 1916. Así, los motores más antiguos operaron en dos estaciones diferentes durante casi un siglo.

También se desarrollaron modelos más pequeños, y 1926 fue un año récord de producción con 269 compresores horizontales de motor Cooper. Desde 1909 hasta la fusión con Bessemer en 1929, Cooper fabricó un total de 1618 compresores horizontales de motor de gas que producían 379 400 hp (282 923 kW). La enorme fábrica de Bessemer respaldó el aumento de la producción, que creció a medida que se construían los primeros oleoductos interestatales. Un año después de la fusión, se introdujeron los modelos horizontales más grandes, Tipo 24 y Tipo 26. La figura 3 muestra tres compresores dobles en tándem Tipo 24 en una estación del oleoducto Panhandle Eastern en Kansas.

Tres tuberías horizontales gemelas de doble efecto tipo 24 en tándem en el oleoducto Panhandle Eastern en Greensburg, Kansas, 1936.

La producción de la mayoría de los modelos horizontales continuó hasta bien entrada la década de 1940. La producción de motores-compresores de gas horizontales Cooper-Bessemer finalizó en 1952, 43 años después del envío de la primera unidad y 16 años después de que los motores-compresores integrales en V, más compactos, irrumpieran en el mercado. Los motores horizontales, de diseño conservador y robusto, eran extremadamente fiables, pero con el tiempo, el coste y la complejidad de su instalación acabaron imponiéndose a favor de los integrales en V, más ligeros y económicos. La Tabla 1 resume la producción de motores-compresores de gas horizontales de cuatro tiempos Cooper y Cooper-Bessemer desde 1909 hasta 1952, con un total de 2802 unidades y una potencia agregada de aproximadamente 1.362.100 hp (1.015.735 kW).

Como dato curioso, cabe mencionar que en 1955 y 1956, veinte unidades del Tipo 22 y cuarenta y siete del Tipo 24 fueron equipadas con turbocompresores en campo, lo que aumentó su potencia a 1500 y 1800 hp (1119 y 1342 kW), respectivamente.