Conceptos y procesos de compresión de gas natural

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A.
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Curso Gasotecnia
Unidad IX
Dr. Fernando Pino Morales
Escuela de Ingeniería de Petróleo UDO_ MONAGAS

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Programa de la Unidad
UNIDAD IX: Concepto y utilidad de los Compresores de Gas. Factores que
influyen en el Proceso de Compresión de Gas Natural. Criterios utilizados para la
selección de un compresor Reciprocante o Centrífugo. Ciclos de Compresión para
gases ideales y reales. Concepto y Utilidad de los Procesos Isotérmicos,
Isentrópicos y Politrópicos, para la Compresión de un Gas Natural. Concepto y
utilidad del Volumen Muerto, Presión de Succión y Descarga, Temperatura de
Succión y Descarga. Métodos y Ecuaciones utilizadas para la determinación del
Trabajo de Compresión, a través del Método Analítico, Termodinámico y Curvas
de Potencia. Factores que influyen en la eficiencia del Proceso de Compresión de
Gas. Formación de Líquidos, Manejo del Proceso de Corrosión. Utilización de los
Modelos de Simulación, para Describir los Procesos de Compresión de Gas.
Importancia y Utilidad del Proceso de Fraccionamiento de Gas y de los Procesos
Criogénicos. Resolución de Problemas Tipos.

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INDICE Página
Portada 01
Programa de la Unidad 02
Índice de la Unidad 03
Proceso de Compresión del Gas Natural 07
Importancia del proceso de Compresión del Gas 07
Justificación del proceso de Compresión 07
Descripción del Proceso de Compresión del Gas Natural 08
Representación Termodinámica del proceso de Compresión del Gas Natural 09
Planta Compresora 10
Parámetros de Importancia en el Proceso de Compresión del Gas Natural 10
a.- Presión de Vapor (PV) 11
b.- Gas y Vapor 11
c.- La humedad relativa (HR) 12
d.-La humedad específica (SH) 12
Tipos de Compresores 12
Clasificación de los Compresores 13
Tipos de Compresores Utilizados en la Industria 13
a.- Compresores de Desplazamiento Positivo 13
Compresores Reciprocantes 13
Elemento Básico de un Cilindro Compresor Reciprocante 16
Compresores Rotatorios 16
b.- Compresores Dinámicos 17
Compresores Centrífugos 17
Norma de Trabajo de los Compresores Centrífugos 20
Utilidad de los Compresores Centrífugos 20
Compresores Axiales 21
Tipos de Compresores Axiales 21
Tipos de Compresores Utilizados en la Industria 22
Compresores Dinámicos 22
Criterios que sé Deben de Utilizar para Seleccionar un Compresor 22
Proceso de Compresión del Gas Natural 23
a.-Compresores Reciprocantes 23
Tipos de Compresores Reciprocantes 24
Forma de Trabajo de un Compresor Reciprocante 24
Elemento Básico de la Compresión Reciprocante
Eficiencia de los Compresores Reciprocantes 24
b. Los Compresores Centrífugos 25
Diseño del Compresor Centrífugo 25
Utilidad del Compresor Centrífugo 26
Fundamento de Trabajo de un Cilindro Compresor 27
Criterios Válidos Para la Selección de un Compresor para el Gas Natural 27
Rendimiento Volumétrico de un Cilindro Compresor 28
Relación de calores Específicos 28
Determinación de la Capacidad de los Compresores 30
Ciclos de Compresión 31

4
INDICE Página
Ciclos Teóricos de Compresión 33
La compresión isotérmica 33
La compresión adiabática (Isentrópica) 33
Determinación del Exponente Politrópico (N) 36
Bombeo o Surge en los compresores 36
Choque o estrangulación 36
Parámetros de Importancia en el Proceso de Compresión 37
Requerimientos de Potencia para Compresores 37
Caudal empleado en la Industria 38
Compresión Isentrópica 39
Los Compresores Centrífugos 40
Temperatura de Descarga 41
Corrección por Compresibilidad En el Proceso de Compresión 41
Etapas Simples y Múltiples en La Compresión de Gas Natural 42
Compresión por Etapas 42
Limitaciones en el proceso de Compresión 43
Elección del Número de Etapas en el proceso de Compresión 44
Eficiencia de los Compresores 46
Capacidad y Rendimiento Volumétrico de Compresores 47
Operación con Compresores Reciprocantes 47
Capacidad Máxima Teórica de un Compresor Reciprocante 48
La eficiencia volumétrica (Ev) 49
Volumen Muerto (VM) 50
Fórmula Matemática del Volumen Muerto 50
Diseño del Compresión y su Relación con la Eficiencia 51
La Relación de los Bolsillos en los Compresores 53
Desplazamiento del Pistón 54
El Valor del Desplazamiento del Pistón 54
Proceso de Compresión de Gas Natural, en un Compresor Reciprocante 55
Métodos Utilizados para Determinar la Potencia Requerida
Para un Proceso de Compresión de Gas Natural 55
Necesidades de Potencia 56
Método Analítico 57
Ecuaciones para Gases Reales Para el Método Analítico 59
Método Termodinámico 60
Comportamiento de un Gas Real Comprimido 61
Método de Curvas de Potencia 64
Determinación de la Temperatura de Descarga 65
Parámetros Involucrados en la Compresión del Gas Natural 66
a.- Velocidad del compresor 66
b.- Método de sellado 66
c.- Lubricantes 66
d.- Caballaje 66
e.- Presión 66
f.- Mantenimiento del compresor 67

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INDICE Página
Operación con Compresores Reciprocantes 67
Volumen de Gas Manejado 67
Capacidad Volumétrica en (MM PCND) 67
Carga de Tensión y Compresión en los Vástagos 68
Factores que Influyen en el Rendimiento del Compresor Reciprocante 68
a.- Volumen muerto (VM) 68
b.- Presión de Succión (Ps) 68
c.- Presión de descarga (Pd) 69
d.- Temperatura de Succión (Ts) 69
e. Coeficiente de la Relación de Calores específicos (k) 69
f.- Velocidad 69
Factores que influyen en la eficiencia de los compresores centrífugos 69
Estabilidad 70
Cambios en la velocidad del compresor 70
Tipo de fuente motriz 70
Sistema de Control 70
Otros Procesos de Tratamientos del Gas Natural 72
Endulzamiento 72
1.- Absorción 72
2.- Adsorción 72
3.- Conversión Directa 72
4.- Procesos con Membranas 72
Deshidratación 72
1.- Absorción. 73
2.- Adsorción 73
3.- Expansión 73
4.- Inyección 73
Proceso de Absorción de los Gases 73
1.- Presión 73
2.- Temperatura 73
3.- Relación del régimen de flujo (RRF) de aceite de absorción 73
Proceso de Refrigeración 73
1.- Sistema de Refrigeración por Compresión 74
2.- Sistema de Refrigeración por Absorción 74
Procesos Criogénicos 76
Importancia de los procesos Criogénicos 76
Efecto de Joule y Thompson 76
Proceso de Fraccionamiento 77

6
INDICE de Figuras Página
Figura 1 Diagrama Simplificado de un Sistema de Compresión 08
Figura 2 Una Planta Compresora de Petróleos de Venezuela 10
Figura 3 Partes de Un Compresor Reciprocante 14
Figura 4. Etapas de un Cilindro Compresor Centrífugo 18
Figura 5 Una Representación Gráfica de un Compresor Centrífugo 19
Figura 6 Ejemplo de un Compresor Centrífugo 20
Figura 7 Ejemplo de un Compresor Axial 22
Fig. 8 Ciclo de un Proceso de Compresión de Gas ideal 32
Figura 9 Ciclo de Compresión de un Gas Real 33
Figura 10 Diagrama Presión- Volumen para el proceso de Compresión 34
Figura 11 Diagramas (P- V) para el Proceso de Compresión de Gas 34
Figura 12 Diagrama de Mollier para la obtención de (hd y hs) 62
INDICE de Cuadros Página
Cuadro 1: Valores de la Capacidad Calorífica de Hidrocarburos 29
Cuadro 2: Resultado del cálculo de (k) 30

7
Proceso de Compresión del Gas Natural
Importancia del proceso de Compresión del Gas: Por lo general previo a la
utilización de un gas es necesario someterlo a un proceso de compresión, con lo
cual se incrementa el nivel energético del gas. El aumento de energía se logra
mediante el trabajo que se ejerce sobre el fluido en el compresor. El aumento de
energía se manifiesta por incrementos de presión y en la mayoría de los casos por
aumentos de la temperatura.
Un ejemplo del proceso de compresión del gas, es cuando se quiere transportar
gas a través de los gasoductos, en este caso se requiere aplicar una presión
necesaria para vencer la resistencia de frotamiento. Cuando los compresores
comunican presión en el gas, que es un fluido compresible reducen el volumen
del gas
Justificación del proceso de Compresión La compresión del gas se realiza en
diferentes situaciones, tales como:
a.- para efectuar extracción desde los equipos de producción.
b- .En la captación del gas natural a baja presión para aspirarlo de las redes
conectadas a los cabezales de los pozos.
c.-En el transporte con el objetivo de conducir el gas producido a través de
gasoductos o redes de bombeo.
d.-.En el almacenaje, cuando el mismo se efectúa a alta presión y no se cuenta
con presión disponible de alguna de las etapas precedentes mencionadas.
e.-En la utilización, en caso de tratarse de un consumo industrial cuyo artefacto
requiera una presión mayor que la de distribución.
f.- Cuando requerirse comprimir el gas en casos especiales tales como en plantas
de tratamiento; plantas de reinyección de gas natural a la napa petrolífera,
almacenaje subterráneo, procesos de refrigeración, consumo industrial no
petroquímico o doméstico en forma de materia prima y/ o combustible, etc.
Se puede concluir que los compresores son el vínculo esencial en el proceso de
conversión de la materia prima en productos terminados. Los compresores tienen,
también la capacidad de transformar la energía de una forma a otra, también son
importantes a la hora de la conservación de la energía en las plantas de
reinyección de gas natural, en el procesos de recuperación secundaria. La
economía y viabilidad de todas las aplicaciones de los compresores dependen de
la confiabilidad de los mismos, y de la capacidad que tenga el usuario para
seleccionar el compresor adecuado, para manejar un determinado gas a las
condiciones de operación deseada. Luego es de vital importancia los criterios de
selección de un compresor, de tal forma que el proceso de compresión sea una

8
alta eficiencia, y mantengan los niveles adecuados de rentabilidad, que son
necesarios en cualquier proceso industrial.
Descripción del Proceso de Compresión del Gas Natural: La compresión se
refiere al aumento de energía que se logra en un fluido gaseoso por medio de un
trabajo que se efectúa sobre él, los fluidos que más comúnmente se comprimen
son: el aire, gas natural, componentes separados del gas natural y gases
comerciales con propósitos industriales. El gas natural se somete a un proceso de
compresión para elevar su nivel energético, los compresores tienen como función
principal aumentar la presión del gas, por lo cual el compresor somete el gas a un
trabajo de tal manera que se incremente la energía total del mismo, este
incremento se manifiesta por aumentos de presión y temperatura. El proceso de
compresión del gas natural se puede representar a través de un proceso
termodinámico; en donde el gas con una presión P1, se comprime y
posteriormente se descarga a los niveles de presión P2 superiores requeridos.
Este proceso puede darse en una o varias etapas. En la figura 1 se presenta un
diagrama simplificado de un sistema de compresión.
Figura 1 Diagrama Simplificado de un Sistema de Compresión
En la figura 1 se puede observar que el gas proveniente de la fuente entra a un
intercambiador de calor donde se reduce la temperatura desde T1 hasta T2.
Producto de este descenso en la temperatura, se puede o no producir la
condensación de ciertos componentes, por lo tanto en aquellos casos donde este
proceso se produzca, es necesario instalar un separador, del cual salen
típicamente dos corrientes, una de gas por el tope y una de líquido por el fondo; la
corriente de gas es enviada hacia el compresor en donde se eleva la presión
desde P2 hasta P3, lo que origina un aumento de temperatura desde T2 hasta T3;
la corriente de gas que sale del compresor a T3 entra a un intercambiador de calor
de donde sale a una temperatura menor T4; esta corriente de gas, con cierto
contenido de líquido, es enviada a un separador de donde salen dos corrientes,

9
una de gas por el tope y una de líquido por el fondo; así se cuenta con el volumen
de gas a las condiciones de presión y temperatura requeridas por el proceso.
Proceso de Compresión del Gas Natural: En el proceso de compresión del gas
natural, los compresores tienen como función principal, aumentar la presión del
fluido gaseoso, con el aumento de la presión son comprimidos y por ende pueden
ser almacenado o confinados en recipientes de determinados volúmenes. El
proceso de compresión es una parte integral de los ciclos para refrigeración y las
turbinas de gas.
Los compresores son máquinas que disminuyen el volumen de una determinada
cantidad de gas y aumenta su presión, todo esto ocurre a través de
procedimientos mecánicos. Luego el gas comprimido posee una gran energía
potencial. El aumento en la energía potencial se debe a que en el proceso de
compresión se elimina la presión a la cual esta sometido el gas, y durante la
compresión se expande rápidamente. El control de esta fuerza expansiva
proporciona la fuerza motriz de muchas máquinas y herramientas. El proceso de
compresión, como proceso es termodinámico, el cual se lleva a cabo a través de
una serie de etapas. La principal función de los compresores es someter el gas a
un trabajo, para así aumentar la energía total.
Representación Termodinámica del proceso de Compresión del Gas Natural:
El proceso de compresión del gas natural se puede representar a través de un
proceso termodinámico. Para ello, una cantidad determinada del gas al inicio del
proceso se encuentra en un nivel inferior de presión Luego se comprime y
posteriormente, se descarga a los niveles de presión superiores requeridos. Este
proceso se repite de manera continua Dependiendo de la aplicación que se vaya a
dar los compresores.
Todo compresor esta compuesto por uno o más elementos básicos. Un solo
elemento, o un grupo de elementos en paralelo, comprenden un compresor de una
etapa. En realidad la mayoría de los problemas de compresión, es que están
involucradas condiciones, que representan mucho más de una sola etapa de
compresión. Luego, si el proceso de compresión involucra mucho más de una
etapa, se relaciona con la relación de compresión, que no es otra cosa que la
relación entre la presión de descarga y succión.
Una relación de compresión demasiado elevada causa una excesiva temperatura
de descarga y otros problemas de diseño, uno de los principales problemas, en
este caso es el calentamiento del cilindro compresor. Por lo tanto, puede ser
necesario combinar elementos o grupos de elementos en serie para formar una
unidad de etapas múltiples, en la cual habrá dos o más pasos de compresión. El
gas se enfría con frecuencia entre las etapas para reducir la temperatura y el
volumen que ingresa a la siguiente etapa. Cada etapa en sí misma es un
compresor básico individual y esta dimensionado para operar con uno o más
compresores básicos adicionales, y aun cuando todos puedan operar a partir de
una sola fuente de poder, cada uno sigue siendo un compresor separado.

10
Planta Compresora Se entiende por planta compresora a una instalación
diseñada para aumentar la presión del gas natural recolectado, desde un nivel de
menor presión a uno de mayor de presión con el objeto de transportar el gas Las
plantas compresoras pertenecen al sistema básico de producción de la industria
petrolera El gas natural cumple un ciclo en su recorrido, desde su producción por
los pozos productores hasta su retorno al yacimiento, pasando por las estaciones
de producción y las compresoras. La mezcla de hidrocarburos crudo – agua - gas
asciende desde el fondo del pozo fluyente hasta la superficie, dirigiéndose por
medio de las redes de transmisión a las distintas estaciones de producción, donde
se inicia el proceso de separación. El crudo es enviado a la estación de descarga
para ser tratado, el agua sé reinyecta a los yacimientos y el gas se transporta por
medio de tuberías hasta la planta, donde es comprimido por la acción de unidades
motocompresoras para ser reinyectado en los yacimientos que han perdido su
energía natural por el agotamiento de la presión
Una planta compresora está normalmente formada por una o más unidades
compresoras, accionadas cada una de éstas por un motor que normalmente es de
combustión interna. Las unidades motocompresoras se instalan en el inferior de
los edificios especialmente diseñados para protegerlas de la acción del medio
ambiente y a la vez facilitar las tareas de operación y mantenimiento de las
mismas. En la figura 2 se presenta una Planta Compresora de Petróleos de
Venezuela
Figura 2 Una Planta Compresora de Petróleos de Venezuela
Parámetros de Importancia en el Proceso de Compresión del Gas Natural. El
gas natural utilizado en el proceso de compresión esta conformado por una
mezcla de diferentes componentes, los cuales constituyen una mezcla. Y, para un
eficiente proceso de compresión es necesario conocer con mucha precisión las

11
propiedades que definen una mezcla y su comportamiento. La mayoría de estos
conceptos han sido tratado en este texto, pero es conveniente tener en cuenta, la
necesidad de recordar siempre: Mol; Volumen específico, densidad, volumen y
porcentaje molar, peso molecular aparente; gravedad específica, presión parcial,
calor específico a presión y volumen constante, condiciones críticas y reducidas y
Factor de compresibilidad. Todos estos parámetros deben de ser manejados por
el usuario, para una mejor compresión del capítulo, entre los parámetros se tiene.
a.- Presión de Vapor (PV) A medida que los líquidos se transforman físicamente
en gases, sus moléculas viajan a mayor velocidad y algunas emergen del líquido
para formar vapor sobre el mismo. Estas moléculas crean una presión de vapor, la
cual es la única presión a una temperatura determina, en donde un líquido puro y
su vapor coexistan en equilibrio. Si en un sistema cerrado líquido- vapor, el
volumen se reduce en forma isotérmica, la presión se incrementará hasta que la
condensación de parte de vapor a líquido haya disminuido la presión hasta la
presión de vapor original correspondiente a dicha temperatura. Es lógico que la
temperatura correspondiente a cualquier presión de vapor dada corresponde al
punto de ebullición del líquido, así como el punto de rocío del vapor. Si se agrega
calor, causará que el líquido hierva y, si se reduce el calor, se iniciará la
condensación del vapor. Esto significa, que los términos: Temperatura de
saturación, punto de ebullición y punto de rocío, se refieran a la misma
temperatura física a una presión de vapor dada. Su empleo depende del contexto
que les rodee.
b.- Gas y Vapor Por definición un gas es un fluido que no tiene ni forma ni cuerpo
independiente y que tiende a expandirse de manera indefinida. Mientras que un
vapor es un líquido o sólido gasificado, una sustancia en forma gaseosa. Todos
los gases pueden licuarse bajo condiciones adecuadas de presión y temperatura
y, por lo tanto, también pueden llamarse vapores. Por, lo general el término gas se
emplea cuando las condiciones son tales que el retorno al estado líquido sería
difícil dentro del rango de operación considerado. Sin, embargo, un gas sometido
a tales condiciones es, en realidad un vapor sobrecalentado.
La presión de vapor creada por un líquido puro no afectara la presión de vapor de
un segundo líquido puro, cuando los líquidos sean insolubles y no reactivos, y los
líquidos o vapores se mezclen dentro del mismo sistema. Además, la presión total
del vapor será la suma de las presiones de vapor de cada componente presente
en la mezcla. Los principios de la presión parcial son aplicables durante el proceso
de compresión de cualquier gas que no sea un gas puro o un gas seco. Después
de la compresión, las presiones parciales se emplean para determinar la
condensación y remoción de la humedad en interenfriadores y postenfriadores.
En una mezcla, cuando se alcanza la temperatura de rocío de cualquier
componente, se dice que el espacio ocupado esta saturado por ese componente
En ocasiones, un volumen sé específica como parcialmente saturado con vapor de
agua a una cierta temperatura Esto significa que el vapor se encuentra en realidad
sobrecalentado y que el punto de rocío es menor a la temperatura real. La presión

12
parcial del componente en cuestión se determina si se conocen los moles de cada
componente o multiplicando la presión de vapor del componente a la temperatura
de la mezcla existente, por la humedad relativa. Los términos gas saturado o gas
parcialmente saturado son incorrectos. El gas no es el que esta saturado con
vapor, sino el volumen o espacio ocupado. El vapor y el gas existen de manera
independiente en un volumen o espacio.
c.- La humedad relativa (HR) Este término se emplea para representa la cantidad
de humedad presente en una mezcla, aunque se emplean presiones parciales al
hacerlo, y es:
%HR =
S
V
P
x
P 100
(1)
En donde:(PV) es la presión parcial real del vapor y (PS) es la presión saturada de
vapor a la temperatura existente de la mezcla
d.-La humedad específica (SH) Este parámetro es empleado para los cálculos de
ciertos compresores es un término totalmente diferente de la humedad relativa. Se
define como la relación del peso del vapor de agua entre el peso del aire seco, y
se representa por la fórmula:
SH =
a
v
v
v
v
P
xP
P
P
xP
w
w )
622
,
0
(
)
(
)
622
,
0
(
(2)
En donde (Pa) es la presión parcial del aire. El grado de saturación (GS) denota la
verdadera relación entre el peso de humedad existente en un espacio y el peso
que habría si el espacio estuviera saturado:
%GS=
saturado
real
SH
x
SH 100
=
)
(
)
(
v
S
P
P
P
P
HR
(3)
La aplicación práctica de las presiones parciales en los problemas de compresión,
se centra en gran medida alrededor de las determinaciones de los volúmenes o
pesos de la mezcla que se manejarán en la succión de cada etapa de compresión.
Tipos de Compresores Un compresor es una máquina térmica generadora,
donde el flujo de un fluido compresible intercambia trabajo técnico con el exterior.
Estos aparatos Se utilizan para comprimir gases, el principal objetivo del proceso
de compresión es aumentar la presión, diminuyendo con ello el volumen
específico En los distintos usos industriales son de gran utilidad, y se utilizan de
diversos tipos, según las necesidades. Los compresores se relacionan por su
forma de trabajo con las bombas o máquinas hidráulicas, que se utilizan para
trabajar con líquidos, aunque los compresores trabajan fundamentalmente con
gases y vapores.

13
Clasificación de los Compresores: Los compresores pueden clasificarse según
diferentes criterios. Así, en función de la presión final alcanzada se habla de
compresión de baja, media, alta y muy alta presión. Son numerosas las
aplicaciones de los compresores, en la industria, como por ejemplo: Turbinas,
instalaciones frigoríficas, gaseoductos, sobrealimentación de motores de
combustión interna, para máquinas neumáticas,
industria química en general, etc.
El proceso de compresión es de tipo mecánico, proceso que necesita de trabajo
auxiliar para el proceso. Los compresores consumen trabajo. Si el estudio del
proceso de compresión, se realiza desde el punto de vista mecánico, lo cual es
válido, ya que trabajar con gases o vapores, tiene su similitud con la mecánica de
las turbinas de vapor (que producen trabajo) y con las bombas que trabajan con
líquidos. El estudio termodinámico de la compresión es válido para todos los tipos,
distinguiéndose dos formas de trabajo, adiabáticos y refrigerados Este ultimo, por
lo general es un proceso isotermo, con lo cual requieren menos trabajo que los
adiabáticos.
En general se puede asegurar que los compresores son maquinas de flujo
continuo en donde se transforma la energía cinética (velocidad) en presión. La
capacidad real de un compresor es menor que el volumen desplazado del mismo,
debido a razones tales como:
a.- Caída de presión en la succión.
b.- Calentamiento del aire de entrada.
c.- Expansión del gas retenido en el volumen muerto.
d.- Fugas internas y externas
Tipos de Compresores Utilizados en la Industria En general: En la industria
fundamentalmente son:
a.- Compresores de Desplazamiento Positivo En todas las máquinas de
desplazamiento positivo, una cierta cantidad de volumen de gas de admisión se
confina en un espacio dado y después se comprime al reducir este espacio o
volumen confiando. En esta etapa de presión elevada, el gas se expulsa
enseguida hacía la tubería de descarga o al sistema contenedor. Los compresores
de desplazamiento positivo incluyen un amplio espectro de máquinas
compresores, pero los de mayor importancia se pueden clasificar en dos
categorías básicas: Reciprocantes y Rotatorias.
Compresores Reciprocantes:. Son ampliamente utilizados en la industria
petrolera, plantas de refinación, químicas y petroquímicas, en aplicaciones tales
como: la inyección de gas natural a los yacimientos para mantener la presión de la
formación, la inyección de gas natural a la columna de fluidos del pozo o

14
levantamiento artificial, la distribución de gas en redes de suministro, compresión
de aire para instrumentación y control y muchas otras aplicaciones. Estos
compresores pueden ser de una etapa (simple) o de múltiples etapas; el número
de etapas está determinado por la relación de compresión (presión de descarga /
presión de succión), la cual a su vez está limitada por la temperatura máxima
permisible de descarga del gas a la salida del compresor. De acuerdo a la norma
API 617 para el diseño y manufactura de compresores reciprocantes se ha
establecido, en base a recomendaciones de los fabricantes de compresores, una
temperatura máxima permisible de 300 F para el gas a la descarga del compresor,
razón por la cual la relación de compresión por etapa por lo general no excede de
cuatro (4).
Los compresores reciprocantes, por tener más partes en movimiento, tienen una
eficiencia mecánica más baja que otros compresores, cada cilindro consiste en un
pistón, el cilindro propiamente dicho, cabezales de los cilindros, válvulas de
succión y descarga y todas las partes necesarias para convertir el movimiento de
rotación en desplazamiento positivo. En la figura 3, se pueden apreciar los
principales componentes de un compresor reciprocante
Figura 3 Partes de Un Compresor Reciprocante
En la figura 3 se observa que, tanto del bastidor como del cilindro compresor, el
movimiento rotativo del cigüeñal se convierte en un movimiento alternativo a
través de la cruceta, la cual transmite este movimiento a la barra del pistón,
ensamblada al mismo, lo que origina la compresión del gas mediante la reducción
del volumen en el cilindro; el espaciador o pieza distanciadora está acoplada a la
carcasa o bastidor del compresor y permite distanciar la cámara donde se
encuentra la cruceta (guía de cruceta) del cilindro compresor; dentro del
espaciador se encuentra ubicado el empaque o caja de empaque, a través del
Biela
Barra del Pistón
Pistón
Válvulas
Chaquetas
de agua
Empaque
Cruceta
Válvula
manual de
cavidad de
espacio libre
Cigüeñal
Espaciador
Guía de la
Cruceta
Bastidor

15
cual se desplaza la barra del pistón este elemento permite sellar la presión
existente dentro del cilindro evitando de esta forma fugas de gas hacia el exterior
del mismo.
El compresor reciprocante emplea válvulas automáticas accionadas por resortes
que se abren sólo cuando existe una presión diferencial adecuada que actúa
sobre la válvula, las válvulas de admisión se abren cuando la presión en el cilindro
es un poco inferior a la presión de aspiración, las válvulas de descarga se abren
cuando la presión en el cilindro es un poco superior a la presión de descarga.
Estas válvulas de succión y descarga se encuentran ubicadas alrededor del
cilindro, así como las chaquetas de agua que permiten la refrigeración del cilindro
removiendo el calor generado durante la compresión.
En términos generales se puede señalar que el compresor reciprocante tiene uno
o más cilindros en los cuales hay un pistón o embolo de movimiento alternativo
que desplaza un volumen positivo en cada carrera. Los rotatorios incluyen los
tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas y anillo de líquido. Cada uno con una
carcasa, o con más elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los lóbulos
o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación. Los compresores
reciprocantes son de gran utilidad en el tratamiento del gas natural-.
Los Compresores Reciprocantes abarcan desde una capacidad muy pequeña
hasta unos tres millones de pies cúbicos normales por segundo (3MMPCNS) En
los equipos de procesos, por lo general, no se utilizan mucho los tamaños grandes
y se prefieren los compresores centrífugos. Si hay alta presión y un gasto más
bien bajo, se necesitan los compresores reciprocantes. El número de etapas o
cilindros se debe seleccionar con relación a las o temperaturas de descarga,
tamaño disponible para los cilindros y carga en el cuerpo o biela del compresor.
Los tamaños más bien pequeños, hasta unos 100 Caballos de Fuerza (HP)
pueden tener cilindros de acción sencilla, enfriamiento con aire, y se pueden
permitir que los valores de aceite en él deposito se mezclen con el aire o gas
comprimidos. Estos tipos sólo son deseables en diseños especiales modificados.
Los tipos de compresores reciprocantes pequeños para procesos, de un cilindro y
25 o 200 caballos de fuerza (HP) tienen enfriamiento por agua, pitón de doble
acción, prensaestopas separado que permite fugas controladas y pueden ser del
tipo no lubricado, en el cual el lubricante no toca el aire o gas comprimido. Se
utilizan para aire para instrumentos o en aplicaciones pequeñas para gas de
proceso. Los compresores reciprocantes más grandes para aire o gas son de dos
o más cilindros. En casi todas las instalaciones, los cilindros se disponen en forma
horizontal y en serie de modo que presenten dos o más etapas de compresión
La compresión reciprocante se realiza con una unidad independiente, que le
suministra la energía necesaria a los cilindros de compresión, para realizar el
trabajo de compresión del gas. Por la naturaleza del mecanismo, un compresor
reciprocante es una instalación cuya capacidad se mantiene relativamente
constante. Los compresores reciprocantes Son máquinas de desplazamiento

16
positivo, en las cuales el elemento que comprime se desplaza es un pistón que
tiene un movimiento alternativo de un cilindro Los compresores reciprocantes son
conocidos como unidades de volumen constante y presión variable. El sustento es
que cada compresor está diseñado para manejar un volumen de gas determinado,
a la presión de descarga que sea diseñado. Se caracterizan por suministrarle gas
limpio, por lo que filtros o depuradores de succión son recomendados. Los
compresores reciprocantes no pueden manejar líquidos satisfactoriamente. Los
líquidos tienden a generar graves daños a la unidad Los compresores
reciprocantes se pueden clasificar, según:
a.- Su velocidad de operación. En este caso se tiene compresores de baja
velocidad, la cual oscila entre 300 y 600 Revoluciones por Minuto (RPM).
Compresores de alta velocidad, la cual tiene un valor de entre 850 y 1000 RPM.
b.-La conexión de los elementos motrices. A este grupo pertenecen los
compresores Integrales. Estos compresores, tienen como característica, que los
pistones de compresión y los del motor están acoplados al mismo cigüeñal. A este
grupo pertenecen, también Los Compresores de Cuerpos Separados u Opuestos
Balanceados. Aquí los pistones de compresión están colocados en forma opuesta
unos contra otros, acoplados a un cigüeñal distinto al del motor. La torsión del
motor a los pistones de compresión se transmite a través de un acople mecánico,
que permite una mayor eficiencia del proceso de compresión.
Elemento Básico de un Cilindro Compresor Reciprocante: El elemento básico
de compresión reciprocante es un único cilindro que comprime en un solo lado del
pistón, es por ello, que se denomina efecto simple. Mientras, que si una unidad
comprime en ambos lados del pistón, en este caso la acción se denomina efecto
doble. El efecto doble consiste de dos elementos básicos de efecto simple que
operan en paralelo en una misma carcasa fundida. El compresor reciprocante
emplea válvulas automáticas accionadas por resortes que se abren solo, cuando
existe una presión adecuada, para llevar a cabo el proceso de compresión. Esta
presión adecuada actúa sobre la válvula. Las válvulas de admisión se abren
cuando la presión del cilindro es un poco inferior a la presión de succión.
Las válvulas de descarga se abren cuando la presión en el cilindro es un poco
superior a la presión de descarga. Los compresores reciprocantes, suelen ser
apropiados para manejar flujos de caudales reducidos y elevadas relaciones de
compresión (r). En términos generales, se puede señalar que estos compresores
pueden ser utilizados en casi todos los rangos de presión y volúmenes
moderados.
Compresores Rotatorios Los sopladores, bombas de vacío y compresores
rotatorios son todos de desplazamiento positivo, en los cuales un elemento
rotatorio desplaza un volumen fijo con cada revolución. El más antiguo y conocido
es el soplador de lóbulos, en el cual dos o tres rotores en forma de ocho (8) se
acoplan entre sí y se impulsan con engranes de sincronización montados en cada
eje. Los sopladores de lóbulos van desde muy pequeños, para compresores

17
producidos en serie, desde unos dos pies cúbicos por minutos (2 3
pie /min), hasta
los más grandes, para unos veinte mil pies cúbicos normales por segundo (20000
PCNS). Estos compresores se usan principalmente como sopladores de baja
presión, que comprimen el aire o gases desde la presión atmosférica hasta 5 a 7
(lpcm) y, algunos hasta 25 (lpcm), en tipos especiales. También se utilizan mucho
como bombas de vacío, que son en realidad compresores que funcionan con
presiones de succión inferiores a la atmosférica y con presiones de descarga
iguales a la atmosférica o un poco mayores.
El segundo estilo de los compresores rotatorios es el de aspas o paletas
deslizantes, que tiene un rotor con ranuras, dentro de las cuales se deslizan las
aspas hacia dentro y afuera en cada revolución. Las aspas atrapan el aire o gas y
en forma gradual reducen su volumen y aumentan la presión, hasta que escapa
por orificios en la carcasa. En las industrias de procesos químicos los tipos de
lóbulos y de aspas tienen aplicación limitada porque producen presiones bajas y
sólo se pueden obtener, en general con carcasa de hierro fundido, que los hacen
inadecuados para ciertos gases corrosivos o peligrosos.
Un tercer tipo es el compresor de espiral rotatorio que se utilizan para altas
presiones y vienen en tamaños grandes. Están disponibles en estructuras
enfriadas por aceite y secas. Sus capacidades van desde unos 50 hasta 3500
(PCNS) en el tipo inundado por aceite, y de 1000 a 20000 PCMS en los de tipo
seco, estos pueden funcionar a velocidades de 10000 a 12000 (rpm) y con
presiones de descarga de 200 a 400 (lpcm), o sea un aumento de 50 (lpcm) por
carcasa
b.- Compresores Dinámicos Estos compreso se fundamentan en el principio de
impartir velocidad a una corriente de gas y luego convertir esta velocidad en
energía de presión. Con frecuencia a estos compresores se les denomina
turbocompresores .Las máquinas centrífugas comprenden casi el 80% de los
compresores dinámicos. Los compresores centrífugos tienen por lo general muy
pocos problemas, en el proceso de compresión del gas. Además son confiables
para comprimir cualquier tipo de gas. En un compresor dinámico, el aumento de
presión se obtiene comunicando un flujo de gas, cierta velocidad o energía
cinética, que se convierte en presión al desacelerar el gas, cuando este pasa a
través de un difusor. En este tipo de compresores se tiene: los Centrífugos y los
Axiales.
Compresores Centrífugos: En los compresores centrífugos el aumento de
presión viene dado por el intercambio de energía entre el impulsor del compresor y
el gas; en el impulsor, el gas es acelerado y comprimido al mismo tiempo, a la
salida de éste el gas adquiere su más alto nivel de energía, la cual es producto del
incremento de presión y la energía cinética impartida por el impulsor. La energía
cinética proveniente del impulsor es recibida por el gas y transformada en energía
potencial una vez desacelerado éste en el difusor del compresor, localizado aguas
abajo del impulsor, aproximadamente las dos terceras partes del incremento de

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presión del gas es generado en el impulsor y el resto se genera en el difusor a
través de la reducción de la velocidad del gas. Todo esto se representa en la
figura 4.
Figura 4. Etapas de un Cilindro Compresor Centrifugo
Los compresores centrífugos son los equipos de compresión que más se han
desarrollado en los últimos años. Esto se debe a que en muchas aplicaciones han
resultado más eficientes que los compresores reciprocantes, esta eficiencia se
expresa en términos del consumo total de energía por unidad de costo y por
unidad de peso del sistema compresor. Este factor, por ejemplo, ha sido
determinante en la selección de los sistemas que deben instalarse en las
plataformas construidas costa afuera.
Los compresores centrífugos pueden ser máquinas tanto de una sola etapa, como
de etapas múltiples, ya sean de impulsión directa o indirecta a través de
engranajes; estos compresores se subdividen a su vez en dos tipos principales de
acuerdo a su carcasa, en tal sentido se tienen: carcasa dividida en forma
horizontal y carcasa dividida en forma vertical, también conocidos como
compresores tipo barril; los primeros manejan altos valores de flujo y baja relación
de compresión, tienen gran aplicación en líneas de transmisión y procesos; los de
tipo barril manejan valores de flujo de medios a altos y alta relación de compresión
son empleados; en aplicaciones de levantamiento artificial, reinyección,
almacenamiento, etc. En la figura 5 se representa también un esquema de Un
Compresor Centrífugo, donde se observa parte del manejo del cilindro compresor,
que no de gran utilidad en la industria de la producción de Hidrocarburos
C
B
A
I
mpulsor
D
ifusor
Canal
de retorno o voluta
I
mpulsor
D
ifusor
C
urva de
Velocidad
C
urva de
Incremento de
Presión
Incr
eme
nto
de
Pres
ión
en el
Difu
sor
Incremento de
Presión en el
Impulsor
2
/3
1
/3
Incremento de
Presión Total generado en una
etapa de compresión

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Figura 5 Una Representación Gráfica de un Compresor Centrífugo
Figura 2-7. Componentes de un compresor centrífugo.
(Fuente: Centrifugal Compressors, Rolls Royce)
En términos generales se puede señalar que estos compresores el
desplazamiento del fluido es esencialmente radial. El compresor consta de uno o
más impulsores y de números de difusores, en los que el fluido se desacelera. El
fluido aspirado por el centro de una rueda giratoria, ojo del impulsor, es impulsado
por los álabes de ésta y debido a la fuerza centrífuga, hacia los canales del
difusor. Después que la energía cinética se ha convertido en presión, el fluido es
conducido hacia el centro del próximo impulsor y así sucesivamente. Las
velocidades de funcionamiento son bastante altas comparadas con otros
compresores. La gama comprendida entre 50.000 - 100.000 (RPM). es bastante
frecuente en industrias aeronáuticas y especiales donde el peso es un factor
dominante.
Los compresores centrífugos, con velocidades próximas a las 20.000 (RPM)
suelan ser la gama comercial más común, aún cuando están fabricando con
velocidades un tanto mayores. Debido a las elevadas velocidades con que se
construyen los compresores dinámicos de tamaño medio, se utilizan cojinetes
amortiguadores inclinados o abiertos en lugar de los rodillos, que son los que se
incorporan a los compresores de desplazamiento. El caudal mínimo de un
compresor centrífugo, está limitado principalmente por el flujo de la última etapa.
Estos equipos han tenido un gran desarrollo, en los últimos años, debido
fundamentalmente al consumo total de energía por unidad de costo y por
unidad de peso del sistema compresor, teniendo como función la compresión del
gas natural. En estos casos el gas es acelerado por el movimiento de aspas en
rápida rotación, corriente arriba dispositivos internos convierten esa energía
cinética en presión a la descarga.
Los compresores centrífugos son los equipos adecuado para comprimir grandes
Descarga
Admisión
Diafragma
Impulsor
Rotor
Sello
Cojinete radial
Cojinete de Empuje
Carcasa

20
volúmenes de gas, con relaciones de compresión reducidas. Estos compresores
tienen un intervalo de condiciones de operación relativamente estrecho, que
puede llegar a tener un efecto importante en la capacidad del sistema. Las
condiciones de operación son determinadas en banco de pruebas. Y los
resultados se plasman en la curva del compresor. Los compresores centrífugos se
pueden utilizar a presiones relativamente bajas o medianas, con caudales altos y
diferenciales de presión baja, estos compresores, por lo general son de alta
eficiencia, la cual se expresa en términos del consumo total de energía por unidad
de costo y por unidad de peso del sistema de compresión.
Norma de Trabajo de los Compresores Centrífugos: La norma de trabajo de los
compresores centrífugos es en dos etapas. En una de ellas se le añade energía al
gas en forma de velocidad o energía cinética, y luego esta energía se convierte en
presión. Estos compresores utilizan la tendencia centrífuga. Esto significa que al
alejarse del centro de rotación para darle presión y velocidad al compresor. La
parte del compresor que hace mover el gas es el impelente, el cual mueve el gas
hacia la parte exterior, con lo cual aumenta la velocidad del gas. Este incremento
en la velocidad ocasiona una caída de presión, y crea una succión que permite la
entrada de más gas. El gas entra al rotor a alta velocidad en los pasajes cercanos
del difusor y donde la velocidad se hace disminuir en forma rápida y la energía es
cambiada a presión
Utilidad de los Compresores Centrífugos: Los compresores centrífugos son el
tipo que más se emplea en la industria de procesos químicos porque su
construcción sencilla, libre de mantenimiento permite un funcionamiento continuo
durante largos periodos. El compresor centrífugo más sencillo es el suspendido,
de una sola etapa. Los hay disponible para flujo desde 3000 hasta 150.000 pies
cúbicos normales por segundo (150 MPCNS). El impulsor convencional, cerrado o
con placas se utilizaría para cargas adiabáticas hasta de unas 12000(pie-lb/lb). El
impulsor abierto, de álabes radiales producirá mas carga con los mismos
diámetros y velocidad, sus variantes, con inductor o alabes tridimensionales
producirá hasta 20.000 (pie-lb/lb) de carga. En la figura 6 se presenta en forma
esquemática un ejemplo de Compresor Centrífugo
Figura 6 Ejemplo de un Compresor Centrífugo

21
Compresores Axiales. Estos compresores se caracterizan, y de aquí su nombre,
por tener un flujo axial en forma paralela al eje. El gas pasa axialmente a lo largo
del compresor, que a través de hileras alternadas de paletas, estacionarias y
rotativas, comunican cierta velocidad del gas o energía, que después se
transforma en presión (P). La capacidad mínima de este tipo de compresores,
viene a ser del orden de los quince metros cúbicos por segundo (m3
/s) Utilizan un
tambor de equilibrio para contrarrestar la reacción o empuje axial. Debido a su
pequeño diámetro y para un mismo tipo de trabajo, funcionan a velocidades más
elevadas que los compresores centrífugos. Estas velocidades son superiores en
un 25% aproximadamente.
Los compresores Axiales se destinan a aquellas aplicaciones, en que es preciso
disponer de un caudal constante a presiones moderadas. Los compresores axiales
son más adecuados, para aquellas plantas que precisen grandes y constantes
caudales de aire. Una aplicación muy frecuente es el soplado de los altos hornos.
Normalmente se utilizan para capacidades alrededor de los 65 metros cúbicos por
segundo y para presiones efectivas de hasta 14 bar.
Para el caso de los compresores axiales Al movimiento a lo largo de un eje se le
llama movimiento axial. El movimiento axial es recto. Un compresor que mueve el
gas en dirección paralela con su eje es un compresor axial. Estos compresores
tienen placas de rotor y placas de estator. Las placas del rotor están fijadas al eje
y giran con él. Mientras que las placas del estator están fijadas a la cubierta.
Cuando el gas es lanzado dentro de las placas del estator, las aberturas entre las
placas actúan como difusores, reduciendo la velocidad del gas. Con la pérdida de
velocidad, la presión del gas aumenta. En general, se puede señalar que el
compresor axial eleva la presión mediante el uso de muchos juegos de placas de
estator y del rotor
En los compresores axiales, el flujo del gas es paralelo al eje o al árbol del
compresor y no cambia de sentido como en los centrífugos de flujo radial. La
carga por etapa del axial es mucho menor (menos de la mitad) que la de un tipo
centrifugo, por ello, la mayor parte de los axiales son de cierto numero de etapas
en serie. Cada etapa consta de aspas rotatorias y fijas. En un diseño de reacción
de 50 %, la mitad del aumento de la presión ocurre en las aspas del rotor, y las de
la segunda mitad en las del estator.
Tipos de Compresores Axiales: Los compresores de flujo axial están disponibles
desde unos veinte mil pies cúbicos normales por segundos (20 MPCNS) hasta
más de (40 PCNS) y producen presiones de hasta 65 (lpcm)en un compresor
industrial típico de 12 etapas, o de un poco más de 100 (lpcm), con los
turbocompresores de 15 etapas, estos tipos se emplean en turbinas de gas y
motores de reacción (jet) para aviones, excepto los muy pequeños. También se
emplean mucho en aplicaciones que requieren flujos de gas superiores a 75 o 100
(MPCNS) en especial porque son más eficientes que los centrífugos de etapas
múltiples, de tamaño comparable. El axial suele costar más que el compresor
centrifugo y, en tamaños más pequeños, solo se justifica por su mayor eficiencia.

22
En la figura 7 se presenta un ejemplo de un Compresor Axial
Figura 7 Ejemplo de un Compresor Axial
Tipos de Compresores Utilizados en la Industria Los compresores que se
utilizan en la industria son los Compresores de Desplazamiento Positivo, y los
Compresores Dinámicos. En todas las máquinas de desplazamiento positivo, una
cierta cantidad de volumen de gas de admisión se confina en un espacio dado y
después se comprime al reducir este espacio o volumen confiando. En esta etapa
de presión elevada, el gas se expulsa enseguida hacía la tubería de descarga o al
sistema contenedor. Los compresores de desplazamiento positivo incluyen un
amplio espectro de máquinas compresores, pero una de mayor utilidad en la
compresión del gas natural son los Compresores Reciprocantes.
Compresores Dinámicos Estos compreso se fundamentan en el principio de
impartir velocidad a una corriente de gas y luego convertir esta velocidad en
energía de presión. Con frecuencia a estos compresores se les denomina
turbocompresores .Las máquinas centrífugas comprenden casi el 80% de los
compresores dinámicos. Los compresores centrífugos tienen por lo general muy
pocos problemas, en el proceso de compresión del gas. Además son confiables
para comprimir cualquier tipo de gas.
Criterios que sé Deben de Utilizar para Seleccionar un Compresor. Para una
mayor eficiencia en el proceso de compresión del gas natural, tiene una gran
influencia los criterios que se utilicen en la selección del cilindro compresor, para
ello se deben de tener en cuenta lo siguiente:
a.-El uso que se va a destinar y aquellos otros requerimientos relativos a presión,
aire exento de aceite, etc.
b.- Máxima y mínima demanda de aire, variaciones estaciónales, desarrollo futuro
previsto, etc.
c.- Condiciones ambientales; los factores que hay que considerar aquí son:

23
temperaturas extremas, grado de contaminación del aire, altitud, etc.
d.- Clase de edificación en la que se va a instalar el compresor; los factores a
considerar son: limitaciones del espacio, carga que puede soportar el suelo,
limitaciones de la vibración, etc.
e.- Costo de la energía.
f.- Cantidad de calor que puede recuperarse.
g.- Limites de la disponibilidad de potencia
h.- Limitaciones de ruido
i.- Continuidad o intermitencia en la necesidad de aire.
j.- Experiencia que tiene tanto el usuario como el personal de mantenimiento.
Proceso de Compresión del Gas Natural El gas natural tiene que ser
comprimido para su posterior utilización, todo esto conlleva a que el proceso de
compresión del gas natural tenga mucha importancia, como por ejemplo:
Disminución del volumen para su almacenamiento, facilidades en el transporte,
utilización en los procesos de Inyección secundaria, transformación de una forma
de energía a otra. El proceso de Compresión del gas natural se puede llevar a
cabo en:
a.-Compresores Reciprocantes Su uso se sustenta, en los procesos, en los
cuales los caudales de alimentación son variables. En la industria existen
compresores reciprocantes de movimiento alternativo de etapa simple o etapas
múltiples. El número de etapas se determina por la razón de compresión:
r=
S
d
P
P
(4)
En donde: (r) representa las etapas de la compresión; (Pd) es la presión absoluta a
la descarga, mientras (Ps) es la presión absoluta a la succión. En el proceso de
compresión, el cilindro compresor aumenta la presión. La diferencia entre la
presión absoluta a la descarga (Pd) y la presión absoluta de la succión representa
el trabajo hecho sobre el gas por el compresor, menos lo que se pierde por calor y
fricción. La relación de compresión (r) es la cantidad por la que se multiplica la
presión de succión para obtener la presión de descarga. Para determinar (r) se da
una presión absoluta. En vista que generalmente los manómetros son calibrados
para indicar cero(0 ) a presión atmosférica. Siendo que la compresión siempre
sube a la presión del gas, la presión de descarga después de la compresión es
siempre más alta que la succión. (r ) indica la cantidad de presión que el
compresor le añade al gas., luego mientras más grande sea (r), mayor será el

24
incremento de presión del gas.
Tipos de Compresores Reciprocantes: Los compresores reciprocantes de
proceso, son unos equipos de compresión de alta eficiencia y confiable para
comprimir cualquier mezcla gaseosa, con presiones que parten del vacío hasta
valores de presión tan alto como 3.000 atmósferas. Además, tienen una gran
cantidad de aplicaciones. Las especificaciones nominales de potencia varían en
una gran gama de valores, con capacidades de hasta 35000 m3
/hora en las
condiciones de especificación estipuladas por el compresor. Estos compresores
tienen una gran versatilidad, ya que al ser compresores de desplazamiento
positivo, las unidades reciprocantes pueden comprimir con facilidad una amplia
gama de gases.
Los compresores reciprocantes se pueden ajustarse con rapidez a condiciones
variantes de presión con relaciones de compresión por etapas que varían desde
1,1 en servicios de reciclaje, hasta más de 5 en gases con valores del coeficiente
del exponente (k) bajos o relaciones de calor específico bajas. Las relaciones de
compresión más comunes se acercan a 3 por cada etapa para limitar las
temperaturas de descarga en valores de alrededor de 300 -350 F
Forma de Trabajo de un Compresor Reciprocante: En todas las máquinas de
desplazamiento positivo, una cierta cantidad de volumen de gas de succión se
confina en un espacio dado y después se comprime al reducir este espacio o
volumen confiando. En esta etapa de presión elevada, el gas se expulsa
enseguida hacia la tubería de descarga o al sistema contenedor. El compresor
reciprocante es un dispositivo de desplazamiento positivo. Durante su operación
normal admitirá una cantidad de gas de su línea de succión y lo comprimirá tanto
como sea necesario para moverlo a través de su línea de descarga. Quizás una
de las partes negativas del compresor reciprocante es que no pueda autorregular
su capacidad contra una presión de descarga dada; simplemente desplazará gas
hasta que se le indique no hacerlo.
Elemento Básico de la Compresión Reciprocante: El elemento básico de
compresión reciprocante es un único cilindro que comprime en un solo lados del
pistón (efecto simple). Una unidad que comprime en ambos lados del pistón
(efecto doble) consiste en dos elementos básicos de efecto simple que operan en
paralelo en una misma carcasa fundida. Este compresor emplea válvulas
automáticas accionadas por resorte que se abren solo cuando existe una presión
diferencial óptima que actúa sobre la válvula. Las válvulas de admisión sé abren
cuando la presión del cilindro es un poco inferior a la presión de aspiración. Las
válvulas de descarga se abren cuando la presión en el cilindro es un poco
superior a la presión de descarga.
Eficiencia de los Compresores Reciprocantes: Los compresores
reciprocasteis por tener más partes en movimiento, tienen una eficiencia
mecánica más baja, que otros compresores .Cada cilindro consiste en un pistón, el
cilindro propiamente dicho, cabezales de los cilindros, válvulas de succión y

25
descarga y todas las partes necesarias para convertir el movimiento de rotación en
desplazamiento positivo.
Los compresores reciprocasteis impulsados por motores por encima de
aproximadamente 75 (KW) van equipados por lo común con un control de etapas.
Se trata en realidad de una variación del control de velocidad constante, en donde
la descarga se realiza en una serie de etapas, que varían de la carga completa a
la falta total de carga. El control de 3 etapas (carga completa, 3/4 de carga, 1/2 de
Carga ,1/4 de carga y carga nula) se realiza mediante bolsas de espacio libre.
b. Los Compresores Centrífugos A pesar que su eficiencia no es óptima son
muy utilizados, en la industria petrolera Los compresores centrífugos, por lo
general son de menor peso y tamaño que los reciprocasteis. En los últimos años
se ha incrementado el uso de estos compresores, en vista que no presentan
fuerzas inerciales que inducen a vibraciones. El propósito de un compresor
centrífugo es incrementar la presión del gas y esto se efectúa en dos etapas.
a.- Primero se añade energía al gas en forma de velocidad o energía cinética
b.- Luego se convierte esta energía a presión.
Los compresores dinámicos, grupo al que pertenecen los compresores centrífugos
se basan en el principio de impartir velocidad a una corriente de gas y, luego
convertir esta energía en velocidad. Con frecuencia a estos compresores se les
denomina turbocompresores y los cilindros centrífugos comprenden, tal vez, el
80% o más de los compresores dinámicos. Los compresores centrífugos tienen
relativamente pocos problemas y son confiables para mover gas. La mayoría de
los compresores centrífugos son cilindros de una sola etapa
Diseño del Compresor Centrífugo: El compresor centrífugo esta diseñado para
comprimir gas entre ciertos límites de presión mediante la energía impartida a
este último. Esta compresión se efectúa en el impulsor o rotor, cuyas paletas u
hojas imparten energía al fluido, aumentando la energía cinética y la presión
estática del mismo. El gas que sale del rotor a gran velocidad, entra en el difusor
que transforma esa energía cinética en presión estática. Este compresor utiliza la
tendencia centrífuga (Aunque, la tendencia centrífuga no es una fuerza, sino el
resultado de la tendencia del objeto a moverse en línea recta mientras lo atrae la
fuerza centrípeta hacia el centro de rotación). La tendencia centrífuga de un objeto
es la tendencia a alejarse del centro de rotación, o sea de la fuerza centrífuga.
La parte del compresor centrífugo que hace mover el gas, es el impelente. Cuando
gira el impelente, hace mover el gas hacia la parte exterior, luego el gas se
mueve hacia el bordo del impelente, y su velocidad aumenta. Este aumento en la
velocidad ocasiona una baja de presión, la cual crea una succión que permite la
entrada de más gas. El compresor centrífugo usa la relación velocidad - presión
para elevar la presión del gas. El gas entra al rotor a alta velocidad en los pasajes
cercanos del difusor, y donde la velocidad es disminuida rápidamente y la energía

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es cambiada a presión. Cambiar velocidad a presión es el primer principio de los
compresores centrífugos, el segundo principio son las fuerzas de centrífugas, las
cuales son generalmente por rotación. La cantidad de presión empujando contra el
fondo depende de la velocidad de rotación. Un compresor centrífugo usa el rotor
para obtener la presión rotacional del gas, y con ello realizar el proceso de
compresión del gas natural. En el difusor al igual que en el resto de los elementos
del compresor, como son las volutas de entrada y salida, las paletas para guiar el
gas, se producen pérdidas por fricción; por lo tanto, el rotor debe desarrollar
suficiente energía para satisfacer los requerimientos de presión más las pérdidas
del compresor.
Utilidad del Compresor Centrífugo: Por lo general, los compresores centrífugos
son utilizados para el manejo de grandes volúmenes de gases con elevaciones de
presión desde 3,454 Kpa hasta varios centenares de kilopascales (Kpa) de
presión. Tienen su mayor utilidad en la industria de compresión de gases, con el
objetivo de abastecer de aire a la planta de transporte de sólidos en suspensión
También para abastecer de aire u oxígeno los hornos en la industria del hierro.
Los compresores centrífugos pueden ser de etapa simple o múltiple dentro de una
carcasa sencilla. El principio del funcionamiento es el mismo de una bomba
centrífuga y su diferencia principal es la del gas manejado en un compresor
centrífugo o soplador es compresible, mientras que los líquidos con los que trabaja
una bomba son prácticamente incompresibles. Las condiciones que hay que tomar
en cuenta para el diseño de un compresor centrífugo son:
a.- La presión barométrica más baja
b.- La presión de admisión más baja
c.- La temperatura máxima de admisión
d.- La razón más alta de calores específicos
e.- El peso específico menor
f.- El volumen máximo de admisión
g.- La presión máxima de descarga
Las unidades motrices de los compresores centrífugos son generalmente turbinas
de vapor, turbinas de gas o motores eléctricos. La mayor parte de estos
compresores operan a velocidades superiores a 60 (pie /s), con un motor de 2
polos cuya velocidad es 3600 RPM.
En un compresor centrífugo manejado bajo un flujo podría ocurrir un fenómeno
Que tiene por nombre “surge”. Describiéndolo de una manera sencilla se podría
decir que él surge es un contraflujo, el cual se lleva a cabo en un compresor.

27
Dentro de un compresor centrífugo no existen válvulas de chequeo o cualquier
otro dispositivo mecánico para prevenir que el flujo de gas de descarga no ocurra
en sentido contrario (hacia el lado de succión del compresor). El. Contraflujo
puede existir si se presentan dos condiciones: Bajo flujo de gas, y alta relación de
compresión. Una alta relación de compresión puede resultar de una alta presión
de descarga, baja presión o una combinación de las dos. Cuando en el compresor
entra el surge, el gas de descarga fluye en dirección opuesta Tan pronto como
esto ocurre la presión de descarga cae y el flujo vuelve a su dirección original;
alimentando nuevamente la presión de descarga hasta el punto surge, y continúa
el ciclo.
Fundamento de Trabajo de un Cilindro Compresor El fundamento de trabajo de
un compresor esta regido por varios factores y/o procesos. Por ejemplo, el
elemento básico de compresión reciprocante es un único cilindro que comprime en
un solo lado del pistón. Este proceso se denomina Efecto Simple. Cuando una
unidad comprime en ambos lados del pistón, se denomina Efecto Doble, en este
caso consiste en dos elementos básicos de efecto simple que operan en paralelo
en una misma carcasa fundida.
El compresor reciprocante emplea válvulas automáticas accionadas por resortes
que se abren solo cuando existe una presión diferencial adecuada para que el
proceso se lleve cabo en forma eficiente o para que el proceso ocurra, según sea
estimado. La presión diferencias actúa sobre la válvula. Las válvulas de admisión
se abren cuando la presión del cilindro es un poco inferior a la presión de succión.
Todo esto recibe en nombre de Carrera de Expansión, durante esta carrera tanto
la válvula de admisión como la descarga permanecen cerradas. En un compresor
reciprocante elemental de dos etapas, los cilindros se proporcionan de acuerdo
con la relación de compresión (r), siendo la segunda etapa más pequeña ya que el
gas, una vez que se ha comprimido y enfriado de manera parcial, ocupa un
volumen menor que en la succión de la primera etapa. Por lo general estos
procesos se estudian a través de los diagramas presión- volumen (PV)
En vista de la dificultad para realizar rangos experimentales completos de valores
de temperatura y presión, se ha optado por elaborar Gráficos Generalizados de
Compresibilidad. Estas gráficas se fundamentan en las condiciones reducidas. Se
ha determinado que las curvas de compresibilidad en la base reducida son iguales
para un elevado número de gases.
Criterios Válidos Para la Selección de un Compresor para el Gas Natural Se
supone que la selección debe estar fundamentada, en los tres criterios, que
cualquier ingeniero debe manejar, que son, que el método seleccionado sea de
fácil aplicación, que sea eficiente y que sea económico. Se supone, también que
Se deben conocer algunas propiedades del gas a comprimir, como por ejemplo,
peso molecular aparente, gravedad específica, relación de calores específicos,
factor de compresibilidad a la succión y descarga, densidad del gas. Se necesita
también conocer la capacidad y rendimiento volumétrico del cilindro compresor. El
rendimiento se supone que es la cantidad real del gas entregado a una presión y

28
temperatura dada, el mismo se puede determinar a través de la siguiente
ecuación:
min)
/
(
min);
/
( 3
PC
m
sen
Cilindrada
r
elcompreso
Capadidadd
(5)
Rendimiento Volumétrico de un Cilindro Compresor: El valor del rendimiento
volumétrico real, puede variar entre 50 y 85% y se obtiene únicamente mediante
pruebas o ensayos del compresor real. Siempre es necesario tener en cuenta que
un compresor puede ser técnicamente óptimo, si no es económico, se deberá de
optar por otro compresor, que tenga mayor economicidad. Por ejemplo, en el
manejo y transporte del gas natural, los compresores reciprocantes y centrífugos,
son los que más se utilizan, ahora si se trata de procesos de refrigeración y
plantas de licuefacción, son de mayor utilidad loas compresores axiales. Luego
entonces, hay que tener en cuenta todo estos criterios que se han señalados, para
una selección de un compresor, mantienen como criterios que, el proceso de
compresión del gas natural sea de alta eficiencia, de fácil manejo y de alta
rentabilidad, que lo que cualquier ingeniero debería de tener bien en cuenta, sobre
todo al inicio de su carrera laboral, que es cuando se deben de desarrollar la
mayor cantidad de proyecto, sin tener todavía muchos conocimientos en el área
económica.
Relación de calores Específicos. Esta relación tiene una gran importancia, ya
que permite determinar el coeficiente o exponente politrópico (k). Luego, entonces
la relación entre el calor específico a presión constante y calor específico a
volumen constante se representa a través de (k) Si se toma una lbmol de gas y se
determina su calor específico se obtiene:
MCP= MCV +R(1,986 (Btu)/(lbmol F) (6)
Aquí (M) es el peso molecular aparente del gas en (lb/lbmol), y (MCP y; MCV) son
los calores específicos molares a presión y volumen constantes. El calor
específico de un cuerpo es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado
centígrado la temperatura de un gramo de ese cuerpo. Como para la mayoría de
los elementos esa unidad es muy pequeña, se emplea otras mil veces mayor que
es la cantidad de calor necesaria para elevar en un grado centígrado (1C) la
temperatura de un kilogramo (kg) de ese cuerpo. El calor específico de los
cuerpos puede variar con las condiciones de temperatura y presión. Este calor
específico se expresa en caloría por grados centígrados y kilogramos (Cal/C Kg),
y a través de los factores de conversión se puede establecer las unidades en
cualquier sistema. Luego para el exponente politrópico se tiene:
k=
986
,
1
P
P
MC
MC
(7)
Las unidades del calor específico en el Sistema Británico son (Btu/lb/F). Es lógico

29
que a través de los factores de conversión, se pueden obtener las unidades en
cualquier sistema. Este calor específico se relaciona con el incremento de la
temperatura. Luego se puede calcular el calor necesario para incrementar la
temperatura de cada componente gaseoso en 1 F, y sumarlos para obtener el total
de la mezcla (MCP), que viene a ser el requisito calorífico para una lbmol. Para
trabajo con compresores es frecuente emplear esta capacidad calorífica molar a
150 F, la cual se considera una temperatura promedio, luego Para el caso de
mezclas de un gas natural la fórmula (7) debe escribirse de la siguiente manera:
k = n
i
i
i
n
i
i
i
Cp
x
Y
xCp
Y
1
1
)
986
,
1
(
)
(
)
(
(8)
En el cuadro (1) se presenta la capacidad calorífica molar en condiciones ideales
(MCP ) para varios gases en (Btu/ lbmol x R)
Cuadro 1: Valores de la Capacidad Calorífica de Hidrocarburos
Comp F.Q M 50F 60F 100F 150F 200F 250F 300F
C1 CH4 16,043 8,42 8,46 8,65 8,95 9,28 9,64 10,01
C2 C2H6 30,070 12,17 12,32 12,95 13,78 14,63 15,49 16,34
C3 C3H8 44,097 16,88 17,13 18,17 19,52 20,89 22,25 23,56
iC4 C4H10 58,123 22,15 22,51 23,95 25,77 27,59 29,39 31,11
nC4 C4H10 58,123 22,38 22,72 24,08 25,81 27,55 29,23 30,90
iC5 C5H12 72,150 27,17 27,61 29,42 31,66 33,87 36,03 38,14
nC5 C5H12 72,150 27,61 28,02 29,71 31,86 33,99 36,08 38,13
nC6 C6H14 86,177 32,78 33,30 35,37 37,93 40,45 42,94 45,36
nC7 C7H16 100,20 38,00 38,61 41,01 44,00 46,94 49,81 52,61
Agua H20 18,015 8,00 8,01 8,03 8,07 8,12 8,17 8,23
Oxígeno 02 31,999 6,99 7,00 7,03 7,07 7,12 7,17 7,23
Nitrógeno N2 28,013 6,95 6,95 6,96 6,96 6,97 6,98 7,00
Hidrógeno H2 2,016 6,86 6,87 6,91 6,94 6,95 6,97 6,98
Sul de hid H2S 34,080 8,09 8,11 8,18 8,27 8,36 8,46 8,55
Mo n deC C0 28,010 6,96 6,96 6,96 6,97 6,99 7,01 7,03
Dióx de C C02 44,010 8,70 8,76 9,00 9,29 9,56 9,81 10,05
Ejemplo: Una mezcla de gas natural, que esta sometida a una temperatura igual a
150 F, tiene la siguiente concentración porcentual: C1=83,80 ;C2=2,75;C3=1,93;
nC4 =1,25; iC4 = 1,05 ; nC5=0,85; iC5= 0,45;C6=0,25 ;C02=3,72; H2S=1,25 y N2 =
1,35. Sobre la base los datos del cuadro 1¿Cuál sería el valor de la constante
(k) de la mezcla a la temperatura dada?. Los resultados se muestran en el cuadro
2
MCV =MCP -R=10,0203-1,986=8,0343 k=10,0203/8,0343=1,25

30
Cuadro 2: Resultado del cálculo de (k)
Gas yi Mi MCP yi MCP
C1 0,8515 16,043 8,95 7,7209
C2 0,0275 30,070 13,77 0,3787
C3 0,0193 44,097 19,52 0,3767
NC4 0,0125 58,125 25,81 0,3226
IC4 0,0105 58,125 25,77 0,2706
NC5 0,0085 72,150 31,86 0,2708
NC5 0,0045 72,150 31,66 0,1425
C6 0,0025 86,177 37,91 0,0948
C02 0,0372 44,010 9,28 0,3452
H2S 0,0125 34,080 8,27 0,1034
N2 0,0135 28,013 6,97 0,0941
Total 1,0000 10,0203
Cuando solo se conoce el peso molecular de la mezcla gaseosa. El valor de (k) se
estima en forma aproximada, por lo general en forma gráfica, aunque también
para un gas natural se puede estimar a través de la gravedad específica, con lo
cual da origen a una ecuación netamente empírica:
MCV =MCP -R=10,0203-1,986=8,0343 k=10,0203/8,0343=1,25
Cuando solo se conoce el peso molecular de la mezcla gaseosa. El valor de (k) se
estima en forma aproximada, por lo general en forma gráfica, aunque también
para un gas natural se puede estimar a través de la gravedad específica, con lo
cual da origen a una ecuación netamente empírica:
k=1,3 - (0,31)( -0,55) (9)
Determinación de la Capacidad de los Compresores. Este parámetro es de
gran importancia para determinar la eficiencia de un cilindro compresor. Mientras,
que el caudal expresado como tasa volumétrica o tasa másica es de utilidad
para realizar los balances de los materiales, y se expresa en el Sistema Británico
de Unidades como pies cúbicos por segundo o minuto (PC/s o PC/min), lo que
estaría relacionado con la tasa volumétrica, mientras que la tasa másica en el
mismo sistema, sería libras masa por segundo (lb/s), si se asume que el Factor de
Compresibilidad en condiciones normales de presión y temperatura es (ZCE=1),
luego se llega a lo siguiente: Sí el caudal esta expresado en pies cúbicos normales
por minutos, el caudal de operación sería:
CO
CO
CO
CE
CO
CO
CO
CE
CO
C
C
CE
CE
CE
CO
P
xZ
T
x
x
P
xZ
T
x
P
xZ
T
T
P
0283
,
0
520
73
,
14
0
0
(10)
Ejemplo: 100 MMPCND de un gas que tiene una gravedad específica al aire G

31
de 0,65. ¿Cual será el caudal de este gas a una presión de 1200 lpca y 120 F
de Temperatura? Solución: Con G se obtiene en forma gráfica: 670
SC
P lpca y
375
SC
T R, luego: se tiene que : 57
,
1
SR
T ; 79
,
1
SR
P 84
,
0
CO
Z , luego
aplicando la fórmula (10), para la resolución del problema, entonces quedaría la
siguiente ecuación, donde se utilizan los factores de conversión, para el manejo de
las unidades.
MMPCND
día
PCN
lpca
x
R
x
día
x
R
x
lpca
x
PCN
x
CO 15
,
1
)
(
)
(
77
,
1147730
)
(
1200
)
(
520
)
(
84
,
0
)
(
580
)
(
7
,
14
)
(
10
1 8
En este caso se estaría cometiendo un error de unidades, ya que el caudal de gas
en condiciones de operación seguiría estando expresado en (PCN/día). Quizás
numéricamente no haya error, pero si lo habría del punto de vista de las unidades.
Para expresar el caudal como tasa másica en condiciones de operación
expresado en (lb/s) y utilizando la misma fórmula (10) en conjunto con los factores
de conversión, habría que realizar lo siguiente:
s
lb
s
x
lpca
x
R
x
lbmol
x
PCN
x
día
día
x
x
R
x
lpca
lb
x
x
lbmol
x
PCN
x
CO 66
,
0
(
86400
)
(
1200
)
(
520
)
(
)
(
6
,
379
)
(
)
(
84
,
0
)
(
580
)
(
7
,
14
)
(
97
,
28
65
,
0
)
1
(
)
(
10
1 8
Para cambiar la tasa másica en (lb/s) a tasa volumétrica en ( 3
pie /s) bastaría con
multiplicar por la densidad en (lb/PC), luego si se asume que la densidad tiene un
valor de 4,32(lb/PC), luego la tasa volumétrica y con la utilización de la ecuación
(10) y los factores de conversión quedarían:
x
P
xZ
T
x
x
CO
CO
CO
CE
CO
520
7
,
14
(11)
s
PC
lb
x
s
x
lpca
x
R
x
lbmol
x
PCN
x
día
PC
x
día
x
x
R
x
lpca
x
lb
x
x
lbmol
x
PCN
x
CO 15
,
0
)
(
32
,
4
)
(
86400
)
(
1200
)
(
520
)
(
)
(
6
,
379
)
(
)
(
)
(
84
,
0
)
(
580
)
(
7
,
14
)
(
97
,
28
65
,
0
)
(
)
(
10
1 8
Ciclos de Compresión El gas natural después de haber pasado por los
separadores, deshidratadores y ser endulzado debe ser sometido al proceso de
compresión, con el objetivo de realizar un trabajo en el gas de tal manera que se
incremente la energía total, y desde luego se aumente la presión del fluido en
estado gaseoso. En la figura 8 se presenta un ciclo de compresión para una
mezcla de gas natural.
En la figura 8 se observa que el ciclo se lleva a cabo en cuatro etapas, las cuales
son perfectamente diferenciarles en la gráfica. Luego se tiene que:
En la Etapa I, que corresponde a la (trayectoria AB): Aquí el gas es admitido a
través de las válvulas de succión. El valor de la presión en este punto se conoce

32
Figura. 8 Ciclo de un Proceso de Compresión de Gas ideal
como Presión de succión y se simboliza como (PS). En forma simultánea el pistón
se dirige hacia la otra cara del cilindro Cuando el pistón alcanza el tope de su
recorrido, el cilindro queda lleno de gas, caudal que corresponde al (V1).
Etapa II (trayectoria BC). Aquí el pistón invierte su dirección de movimiento y
actúa sobre el volumen de gas (V1) comprimiéndolo de la presión de succión
hasta una presión. Denominada Presión de Descarga, y que se simboliza como
(PD).Etapa III (trayectoria CD). Esta etapa se inicia, justo en el momento en que la
presión de descarga se hace igual a una presión existente en la línea de descarga,
y que hace que el proceso de compresión se realice.
En la Etapa III (trayectoria CD). Esta etapa se inicia, justo en el momento en que
la presión de descarga se hace igual a una presión existente en la línea de
descarga, el pistón continua moviéndose desplazando el volumen de gas
comprimido (V2) a la presión constante de descarga (PD).
Etapa IV ( Trayectoria DA). Esta etapa comienza cuando nuevamente el pistón
cambia de sentido de movimiento. En esta etapa se cierra la válvula de descarga y
se abre la válvula de succión, para dar inicio a un nuevo ciclo de compresión
Todas las etapas mostradas en la figura 8 son válidas para un gas ideal. En
donde, las etapas ocurren casi en forma instantánea. En la figura 9 se presenta un
ciclo de compresión para un gas real.
En este caso al igual que en la figura 8 existen cuatro etapas. La mayor diferencia
entre las figuras 8 y 9 se presenta en la cuarta etapa. En la figura 8 esta etapa es
casi instantánea debido a que no existe un volumen muerto. Mientras que en la
figura 6 por haber volumen muerto, hace que al completarse la etapa de descarga
queda un volumen remanente de gas entre la cara activa del pistón y el extremo
del cilindro. Esto indica que necesariamente deben de haber pérdidas en las
válvulas de succión y descarga
.Figura 9 Ciclo de Compresión de un Gas Real
PRESIÓN
VOLUMEN
Ps
V1
P
d
V2
ETAPA 1 A B
ETAPA 2 B C
ETAPA 3 C D
ETAPA 4 D A
A B
D C

33
Ciclos Teóricos de Compresión Existen dos ciclos de compresión teóricos
aplicables a los compresores de desplazamiento positivo. Aunque ninguno de ellos
puede obtenerse de manera comercial, ambos se emplean como base para el
cálculo y comparaciones.
a.- La compresión isotérmica. En este caso se tiene una extracción continua del
calor de compresión, y se debe de cumplir la fórmula:
P1xV1 =P2xV2 (12)
b.- La compresión adiabática (Isentrópica) Este es un proceso reversible, en el
cual no hay adición ni extracción de calor del gas durante la compresión. Esto
concuerda con la definición de entropía, ya que la entropía es una función directa
de la transferencia de calor, en este caso debe de permanecer constante, y con
ello dar origen al proceso Isentrópico, en el cual se debe de cumplir la fórmula:
k
k
xV
P
xV
P 2
2
1
1 (13)
En donde: (k) es la relación de los calores específicos; (P1 y V1) son la presión y
el volumen a la succión y (P2 y V2) son el volumen y la presión a la descarga. La
entalpía para este proceso se puede determinar a través de la ecuación:
1
/
)
1
(
/
1 K
K
S
d
P
S
Isen
P
P
KxM
K
xR
xZ
T
H (14)
Donde ( Isen
H )= Cambio de entalpía para el proceso isentrópico; S
T =
temperatura de succión; d
S P
P ; =Presión de succión y descarga, respectivamente;
( R)= constante universal de los gases; (K)= coeficiente isentrópico; (M)= peso
molecular del gas y P
Z = Factor de compresibilidad promedio
PRESIÓN
VOLUMEN
V3
Volumen
Muerto
V1
V2
B
C
V4
Pd
PS
E
F D
A

34
En las figuras 10 y 11 se representan los ciclos de compresión teóricos, tanto el
isotérmico, como el adiabático sin espacio libre, sobre una base de presión-
volumen (PV) para una relación de compresión de 5.
Figura 10 Diagrama Presión- Volumen para el proceso de Compresión
Figura 11 Diagramas (P- V) para el Proceso de Compresión de Gas
En la figura 10 se observa que el área ADEF corresponde al trabajo que habría
que realizar para que el proceso de compresión se realice en condiciones
isotérmicas. Mientras que el área ABEF, representa el trabajo necesario, para que
el proceso se lleve a cabo bajo condiciones adiabáticas. Al comparar las áreas de
la gráfica, resulta evidente que el trabajo realizado en el proceso isotérmico es
menor que el trabajo realizado en el proceso adiabático. Luego la compresión a

35
través del proceso isotérmico representa el ciclo de máxima economía de
compresión. Pero.
Aunque la realidad indica que este proceso es imposible realizarlo del punto de
vista comercial, ya que es imposible diseñar un compresor que realice una
máxima extracción de calor, durante el proceso de compresión.
Pero, hay que tener en cuenta, que tanto el proceso isotérmico, como el adiabático
isentrópico, vienen a representar dos ciclos de compresión casi ideal, en vista que
es casi imposible producir una compresión adiabática exacta, ya que siempre hay
pérdidas o ganancias de calor. Luego la compresión ocurre fundamentalmente. En
la figura 10 este ciclo se representa por el área ACEF. El ciclo politrópico es un
proceso real irreversible, ya que tiene parámetros en donde se cumple la
irreversibilidad, como la fricción y la pérdida de calor, por ejemplo. Para el caso del
proceso adiabático politrópico se debe cumplir la siguiente fórmula:
(P1xV1 )N
=(P2xV2 )N
= constante (15)
Aquí (N) representa el exponente politrópico, y se determina de manera
experimental para un tipo dado de compresor. Por lo general en los compresores
de desplazamiento positivo se cumple que (N<k). En la figura 10 se puede
observar que la línea AD representa al proceso isotérmico, mientras que la línea
AB es adiabática y AC es politrópica. En general un proceso politrópico se puede
representar a través de la siguiente ecuación:
(PV)N
= C= constante (16)
Ya sea (N ) o (N-1)/N se pueden determinar en forma experimental a partir de
datos de pruebas si se conocen las temperaturas y presiones de succión y
descarga, para lo cual puede emplearse la siguiente ecuación:
N
N
N
N
S
d
S
d
r
P
P
T
T
)
1
(
)
1
(
(17)
Es lógico pensar que tanto (k), como (N) pueden tener valores diferentes. Aunque
hay ingenieros que piensan que se pueden utilizar ambos símbolos para
representar la relación de los calores específicos, pero esto es un gran error, ya
que hay una marcada diferencia entre ellos. Para analizar la diferencia entre (k) y
(N) se debe regresar al análisis de la figura 6, luego se tiene que: La gráfica de la
presión en función del volumen para cada valor del exponente (N) se conoce como
curva Politrópica. Puesto que el trabajo (W) que se realiza al pasar de (PS) a (Pd) a
lo largo de una curva politrópica (AC), se representa por la fórmula:
W =
2
1
2
1
P
P
Vdp
VdP (18)

36
En las figuras 10 y 11 se observa que la cantidad de trabajo requerido para que
ocurra el proceso depende de la curva envolvente del proceso politrópico. Este
proceso disminuye, al reducirse los valores del exponente (N) Si N=1 el proceso
de compresión esta representado por una curva isotérmica (AD). Lo que significa
que mientras se realizó la compresión no hubo cambios en la temperatura
Mientras que para el proceso de compresión isentrópico curva (AB) N =k. Ahora
en el caso del proceso politrópico N k. Esto indica que hay casos, donde N y k
están representados de forma diferente, en la gráfica de presión- volumen (P-V).
Luego lo más lógico es determinar, tanto (k), como (N), tal como lo indican los
diferentes procesos..
Determinación del Exponente Politrópico (N) El exponente politrópico (N) se
puede determinar, también a través de la fórmula de Woodhouse:
d
S
S
d
V
V
P
P
N
/
log
/
log
(19)
En la ecuación (19) : (Pd y Ps) representan la presión a la descarga y la succión en
(lpca), respectivamente , Mientras que el (Vd y Vs) representan el volumen a la
descarga y la succión en pies cúbicos (PC).
Los requisitos de selección de un cilindro compresor se fundamentan en una serie
de procesos, tales como: a.- Las limitaciones de sellado; b.- Limitaciones de
temperatura; c.-Método de sellado, d.- Método de lubricación; e.- Velocidad de
Flujo o gasto; f- La carga o presión; g.- Método de lubricación; h.- Consumo de
Potencia y i.- Mantenimiento
Bombeo o Surge en los compresores En algunos casos es necesario usar en
el compresor caudales menores que el valor para el cual fue diseñado. Si el
caudal se reduce demasiado el compresor entra en una región de inestabilidad
llamada región de bombeo o surge. El valor del caudal donde comienza la
inestabilidad se llama punto de bombeo o surge. El bombeo es una oscilación de
todo el caudal en el compresor y en las tuberías. Esta oscilación hace que el
compresor se sacuda golpeando los cojinetes de empuje lo cual puede dañar o
destruir el compresor.
Choque o estrangulación. El punto de estrangulación o choque, es el máximo
caudal que puede pasar por el compresor a una determinada velocidad. La
estrangulación se produce cuando en una determinada parte del compresor. Esta
parte por lo general se toma en donde esta la mínima sección de pasaje del gas, o
muy cerca de allí, la velocidad del gas llega a ser igual a la velocidad del sonido.
Esa barrera sónica produce tantas pérdidas que marca el límite máximo de caudal
y solamente al aumentar la velocidad de rotación se puede pasar más gas. La
estrangulación no afecta para nada la vida del compresor, lo que hace es
solamente delimitar el caudal.

37
Parámetros de Importancia en el Proceso de Compresión: Existen una serie
de parámetros, en los cuales su variación tiene una influencia directa en otros
parámetros, que participan en el proceso de compresión. Por ejemplo. Una
variación en la velocidad en los compresores, provoca una variación directa sobre
la capacidad del compresor. La realidad es que la capacidad del compresor varía
en proporción directa con la razón de la velocidad. La variación de velocidad
influye, también sobre la presión. En vista, que la presión varía como el cuadrado
de la razón de velocidad. Mientras que los caballos de potencia varían como el
cubo de la razón de velocidades.
Cuando varía la temperatura del gas, los caballos de potencia y la presión varían
en proporción inversa a la temperatura absoluta (cuando la capacidad y velocidad
se mantienen constantes). Mientras que una variación de la densidad del gas, los
caballos de potencia y la presión varían en proporción directa la densidad (si se
mantienen constantes la velocidad y la capacidad).
Requerimientos de Potencia para Compresores: El requisito de potencia de
cualquier compresor es la base principal para calcular las dimensiones del
impulsor, así como para seleccionar y diseñar los componentes del compresor El
requisito de potencia real se relaciona con un ciclo teórico mediante la eficiencia
de compresión, la cual se ha determinado con base en pruebas de cilindros
compresores. La eficiencia de compresión es la relación de los caballos de
potencia teóricos del gas sobre los reales, y tal como se emplea en la industria, no
incluye las pérdidas por fricción mecánica, las cuales se agregan después, ya sea
al emplear una eficiencia mecánica o al sumar las pérdidas mecánicas reales
determinadas con anterioridad, para el caso de los compresores reciprocantes la
eficiencia mecánica oscila entre 88 y 95%, dependiendo del tamaño y tipo de
Compresor.
Históricamente, el ciclo isotérmico era la base para calcular la potencia de los
compresores, pero eso ya quedo en el pasado. Los compresores de
desplazamiento positivo, como es el caso de los compresores reciprocantes. En la
actualidad se comparan contra el ciclo isentrópico o politrópico, ciclos que tienen
mayor veracidad, ante lo que realmente sucede en el cilindro compresor. Al
calcular los caballos de potencia (HP) debe tomarse en consideración el factor de
compresibilidad (Z ), en vista que su influencia es considerable en muchos gases,
sobretodo cuando se trabaja a altas presiones. También es importante tener una
base de volumen de succión, lo cual es prácticamente universal en los
compresores de desplazamiento positivo. Es importante diferenciar entre un
volumen de succión en una base de gas ideal (Vgi) y otro en una base de gas real
(Vgr). Los volúmenes se dan a la presión y temperatura de succión (PS y Ts), luego:
se tiene la siguiente fórmula.
Vgr=VgixZs (20)
La fórmula básica para determinar los caballos de potencia de una sola etapa
teórica adiabática es la siguiente:

38
S
d
S
k
k
gr
S
Z
Z
Z
x
r
x
k
k
x
xV
P
ad
HP
2
1
1
229
)
(
1
(21)
La fórmula (21) representa el área de un diagrama (PV) adiabático teórico para el
volumen expresado en volumen/ minuto (V/min) de succión (VS) manejado. Una
base para (VS), la cual por lo general se emplea 100 PCN/ minutos reales en las
condiciones de succión, para lo cual la ecuación (21) se transforma en
100
)
)ad
HP
x
PS
229
x
k
k )
1
(
x
r k
k
1
)
(
)
1
(
S
d
S
Z
Z
Z
2
(22)
Caudal empleado en la Industria: En la industria se emplea un caudal de un
millón de pies cúbicos normales por día (1 MMPCND), cantidad que es la base
para las gráficas. En este único caso (Vs) se mide, como si fuera un gas ideal,
para el cual la presión tiene un valor en el sistema Británico de 14,4 (lpca) y a la
temperatura de succión, luego la capacidad real del compresor debe referirse a
estas condiciones, antes de calcular la potencia finales del compresor
2
1
)
1
(
67
,
43
)
(
1
d
S
k
k
Z
Z
x
r
k
k
x
PCND
MM
ad
HP
(23)
En vista que el ciclo isotérmico se fundamenta en la ausencia de cambios de
temperatura durante el proceso de compresión, y que además el calor se elimina
de manera continua al momento mismo en que se genera, luego no hay ganancias
ni pérdida de calor al emplear incluso etapas múltiples. Esto significa que
necesariamente tiene que haber una ecuación que se aplique a cualquier número
de etapas siempre que (r) represente la compresión total del proceso:
HP(isot)=
S
d
S
gr
S
Z
Z
Z
x
r
x
xV
P
2
)
ln(
229
(24)
En términos generales la potencia requerida para comprimir un flujo dado de gas a
una relación de compresión en un compresor reciprocante es:
x
HP
)
03
,
3
( x
E
P
i
CE
x
k
k )
1
(
CE
S
CE
S
T
T
x
Z
Z
1
)
1
(
k
k
s
d
P
P
(25)
Donde:(HP) es la potencia requerida; ( ) es la tasa de flujo a condiciones de base
o en condiciones estándar en millones de pies cúbicos normales por día, lo cual se
representa de la siguiente manera: (MMPCND); (PCE) es la presión base o
estándar; (k) es la relación de los calores específicos; (Zs) es el factor de

39
compresibilidad a las condiciones de succión; (TS) es la temperatura a la succión;
(Ei) es la eficiencia del compresor; (ZCE) es el factor de compresibilidad en las
condiciones estándar; (TCE) es la temperatura estándar; (Pd y Ps) son las presiones
a las condiciones de descarga y succión, respectivamente.
Compresión Isentrópica: Si el proceso de compresión ocurre en una forma
isentrópica, y a entropía constante la potencia se representa a través de la
siguiente ecuación:
1
/
1
/
)
1
( k
k
S
d
P
isent
P
P
k
k
Mx
xRxT
Z
H (26)
En donde: (ZP) es el factor de compresibilidad promedio entre las condiciones de
succión y descarga, el cual puede ser determinado por algún método antes
descrito y (M) es el peso molecular aparente del gas. La ecuación (25) se puede
escribir, también de la siguiente forma:
1
/
)
1
(
1545
)
1
(
k
k
S
D
S
P
isot
P
P
k
k
Mx
xT
xZ
H (27)
La temperatura de descarga aproximada para estos compresores se puede
determinar a través de la siguiente ecuación:
isen
k
k
S
d
S
actual x
P
P
T
T
1
1
)
1
(
(28)
actual
S
d T
T
T (29)
En donde ( isent es la eficiencia porcentual del proceso de compresión. La
ecuación para determinar la potencia para un proceso politrópico son:
1
/
1
1545
)
1
(
N
N
S
d
S
P
P
P
P
N
N
Mx
xT
xZ
H (30)
La relación entre el proceso isentrópico y politrópico es:
polit
isent
isent
P
x
H
H (31)

40
Los Compresores Centrífugos: Para los compresores centrífugos. Los tres
puntos que suelen determinarse en los cálculos de los compresores centrífugos
son: Los caballos de potencia; velocidad de operación y temperatura de
descarga. Las condiciones de operación, para la potencia. son determinadas en
banco de pruebas. Los resultados se plasman en la curva del compresor, en
coordenadas de carga adiabática en pies (Ha) y flujo en pies cúbicos por minutos
(FPCM). Estas cantidades se calculan a partir del flujo en condiciones base o
estándar, las cuales desde luego dependerán del Sistema de Unidades, en el cual
sé este trabajando, si se trabaja en el Sistema Británico de Unidades será (T=520
R) y (P=14,73 lpca) y las presiones de succión y descarga especificadas de la
siguiente manera:
Ha= ZSxRxTS x x
k
k )
1
(
1
)
1
(
k
k
s
d
P
P
(32)
FPCM =694,4 x
S
CE
CE
CE
S
Z
xP
xT
Z
xP
xT
Z
(33)
Donde: ( ) es la tasa de flujo en condiciones estándar (CE) o condiciones de base
en MMPCND ; (PCE) es la presión base o estándar en el sistema británico es 14,22
(lpca); (k) es la relación de calores específicos ; (Zs) es el factor de compresibilidad
en condiciones succión ; (ZCE) es el factor de compresibilidad en condiciones
estándar; (TCE) es la temperatura en condiciones estándar (520 R) ;(Ts) es la
temperatura a la succión en (R ) ; (Ps y Pd) son la presión a la succión y descarga,
respectivamente en (lpca) ; (R ) es la constante universal de los gases. La
determinación de la potencia y la velocidad se basan en los cálculos de la
carga necesaria para la compresión. La carga se ilustra a través de la ecuación:
H= k1 dP
V
ˆ (34)
Donde (H) es la carga; (V
ˆ ) es el volumen específico; (P) es la presión absoluta y
(k1) es una constante de integración. La ecuación (34) se puede integrar y
reacomodarse y queda:
H= 1
)
1
_
(
)
1
_
(
N
N
S
S
S
S
P
P
x
N
N
xV
xP
T
(35)
Donde: (Ps y Vs) son la presión y volumen de succión (N) es el exponente
politrópico de la compresión. La ecuación (34) se puede escribir como:
H= 1
)
1
(
)
1
(
N
N
d
S
P
S
P
P
x
N
N
xRxT
Z
(36)

41
Donde:(ZP)= factor de compresibilidad promedio; (Ts)= temperatura de succión en
(R o K) y (Pd)= presión a la descarga en lpca; (PS)= Presión a la succión en lpca
(R )= constante universal de los gases: La veracidad de las Ecuaciones (35 y 36)
dependen de la determinación del Exponente Politrópico (N).
La carga que produciría una etapa de un compresor centrífugo, consistente en un
impulsor y un difusor, puede relacionarse con la velocidad periférica por medio de
la siguiente ecuación:
H = /g (37)
En donde: ( ) es un coeficiente de presión., para un compresor centrífugo de
etapas múltiples, tiene un valor de 0,55 ;( ) es la velocidad periférica del fluido y
(g) es la aceleración de gravedad
La potencia necesaria para la compresión de un gas, puede determinarse
mediante la siguiente ecuación:
GHP=
3000
)
(
)
( H
x
W
(38)
Donde: (GHP) es la potencia del gas (caballos de fuerza); (W) es el flujo másico
del gas en (lb/min).
Temperatura de Descarga: La temperatura de descarga para un proceso de
compresión sin enfriamiento es un parámetro de gran importancia para la
eficiencia del proceso puede determinarse a partir de la siguiente ecuación:
Td=TS
M
S
d
P
P
(39)
Donde el exponente (M) es un exponente promedio, entre el exponente (k) y (N)
Corrección por Compresibilidad En el Proceso de Compresión En las
ecuaciones utilizadas para determinar la potencia de un cilindro compresor se
requiere determinar el factor de compresibilidad (Z), lo que significa determinar (Z)
a las condiciones de succión y descarga. La presión y temperatura de succión son
conocidas, luego en este caso (Z) puede obtenerse de las gráficas conocidas,
utilizando simplemente las condiciones seudorreducidas. Ahora, para determinar
(Zd) a la descarga será necesario determinar la temperatura de descarga, en vista
que la presión para ese proceso es conocida.
En el caso de los compresores de desplazamiento positivo, como es el compresor
reciprocante, donde el proceso se caracteriza por estar en condiciones
adiabáticas, se acostumbra a utilizar la temperatura de descarga teórica, para

42
determinar (Zd). Pero, hay que tener en cuenta que en un ciclo real de compresión
existirán muchos factores que desvían lo teórico de lo práctico. Pero, para paliar
esa situación se puede utilizar un valor promedio entre lo teórico y lo práctico.
Además la temperatura teórica de descarga se puede determinar en forma
bastante precisa, y cualquier error cometido en su determinación puede ser
despreciado, debido a que su valor es pequeño. La temperatura de descarga se
puede determinar en forma directa por la siguiente ecuación:
Td=Tsx k
k
S
k
k
S
d
xr
T
P
P
)
1
(
)
1
(
(40)
k
k
d
S
S
d xr
Z
Z
x
T
T /
)
1
(
(41)
En la ecuación (40), tanto las temperaturas como las presiones se expresan en
unidades absolutas. Las ecuaciones que determinan la potencia de un cilindro
compresor, son teóricas, por lo tanto no son afectadas por las características del
gas. Es decir, no se ven afectadas por el peso molecular aparente, peso
específico y densidad real, en condiciones de operación. Pero, estas propiedades
si tienen que ser tomadas en cuenta, cuando se diseña un compresor, luego los
diseñadores deben de determinar la tolerancia adecuada.
Etapas Simples y Múltiples en La Compresión de Gas Natural Todos los
elementos básicos de los compresores, sin importar el tipo, tienen ciertas
condiciones que limitan su operación. Los elementos básicos son de una sola
etapa, es decir, la compresión y la entrega del gas se logra en un solo elemento,
mientras que los requisitos reales de potencia, por lo general se deberían de
realizar en más de una etapa. Las principales limitaciones de un proceso de una
sola etapa son: La temperatura de descarga, el diferencial de presión; el efecto del
espacio libre, la cual se relaciona con (r) y, ahorro de energía Cuando alguna
limitación en el proceso de compresión esta presente, se hace necesario llevar el
proceso de compresión a etapas múltiples. Cada paso o etapas deberán al menos
tener un elemento básico diseñado para operar en serie con los otros elementos
del compresor. En un compresor reciprocante, todas las etapas suelen combinarse
en un ensamblaje unitario.
Compresión por Etapas Operar un compresor a altas relaciones de compresión
implica una serie de efectos indeseados tanto mecánicos, como de seguridad,
entre los cuales se pueden mencionar:
a.-Esfuerzos considerables de tensión y compresión en el vástago del pistón
b.- Reducción de la eficiencia del trabajo de compresión.
c.- Problemas operacionales, sobretodo debido a las altas temperaturas

43
generadas en la compresión. Luego debido a estos inconvenientes, la relación
máxima de compresión que se suele utilizar para una etapa sencilla es
aproximadamente cinco (r=5). Es por, ello que cuando se requiere comprimir gas a
unos (r>5), es necesario utilizar varias etapas. En este caso el trabajo de
compresión se realiza de la siguiente forma:
1.-El gas descargado de un cilindro es succionado por el cilindro siguiente
2.- Se intercalan intercambiadores de calor con el fin de reducir la temperatura del
gas a niveles aceptables, antes de que este sea succionado por la etapa siguiente
3.- El proceso continúa hasta que se logra la presión de descarga requerida con
"n" etapas.
Limitaciones en el proceso de Compresión: Cuando existen limitaciones en el
proceso de compresión es necesario utilizar un sistema de etapas múltiples. Con
frecuencia un compresor reciprocante, por ejemplo necesita de un cilindro
separado para cada etapa con un enfriamiento del gas entre las etapas. Esto
indica que en una unidad reciprocante, todas las etapas suelen combinarse en un
ensamblaje unitario. Para determinar el número de etapas de un proceso de
compresión se puede utilizar la siguiente fórmula.
n
s
d
Optima P
P
r / (42)
En donde: (RCO)= relación de compresión óptima; (n)= número de etapas, para
que el proceso de compresión sea óptimo, y,(Pd y Ps)= presiones absolutas de
descarga y succión, respectivamente. El menor trabajo posible para llevar un gas
de un nivel de presión a otro mayor, se logra utilizando (n) etapas que posean la
misma relación de compresión. Entre las etapas se intercalan intercambiadores de
calor con el objetivo de reducir la temperatura del gas, antes que este sea
succionado por la siguiente etapa, sin estos intercambiadores de calor, la
temperatura iría en aumento a medida que se avanza en las etapas de
compresión. Los intercambiadores de calor están diseñados de tal forma, que
puedan transferir una cantidad de calor suficiente, como para reducir la
temperatura del gas de 250F a un rango de entre 130-95 F. Desde luego, la
reducción de temperatura es una función del fluido utilizado para el enfriamiento,
por ejemplo se puede reducir la temperatura entre 100 y 95 F, cuando se utiliza
agua en los intercambiadores de calor, y de 130 a 120 F, cuando se utiliza aire. En
el proceso de compresión se debe de tener, también mucho cuidado con la caída
de presión entre las etapas. En la práctica se aplican lo siguiente:
a.- Si la presión de descarga tiene un valor menor a 100 lpca, se deben utilizar 3
unidades de presión, como caída de presión entre etapas.
b.- Si la presión de descarga tiene un valor entre 100 y 1000 lpca, se deben de
utilizar 5 unidades de presión como caída de presión entre etapas.

44
c.- Si la presión de descarga (Pd) tiene un valor mayor a 1000 lpca, se recomienda
utilizar entre 5 y 10 lpca, como caída de presión entre etapas.
Cuando se diseña un compresor no se conoce el número de etapas. Luego se
utiliza una aproximación inicial, según lo siguiente:
Si RCO total<5 usar una sola etapa, RC0 total 5 usar dos etapas 5 RC0 total>25
RCO total 25 usar tres etapas. Donde:
p
primeraeta
P
a
ultimaetap
P
R
S
d
CO (43)
Estas aproximaciones se deben comprobar con las temperaturas de descarga de
cada etapa, las cuales no deben exceder del rango comprendido entre 200 y
250F, debido a los problemas operacionales que se presentan. Si la temperatura
alcanza un nivel superior al rango establecido, se debe disminuir la relación de
compresión en esa etapa. El proceso se continúa hasta lograr que esas
temperaturas estén comprendidas dentro de los rangos aceptables. Una vez
conocidas las temperaturas de descarga óptimas, se deben de comprobar las
cargas de tensión y compresión a las que están sometidos los vástagos de los
pistones de los compresores. Estas cargas deben de estar por debajo de las
máximas recomendadas por el fabricante. Si todo se cumple el proceso de
compresión, debe de tener una alta eficiencia, y se podría asegurar que el proceso
será económicamente rentable.
Elección del Número de Etapas en el proceso de CompresiónLa elección
correcta del número de etapas a utilizar en un proceso de compresión es
determinante, a la hora de cuantificar el rendimiento del cilindro compresor, ya que
un número de etapas menor a la correcto, causa problemas en el manejo del
caudal, además pueden haber problemas entre la succión y descarga. La elección
del número de etapas a utilizar depende de muchos factores, tales como
temperatura de descarga, consideraciones del proceso; eficiencia general; cargas
estructurales y eficiencia volumétrica.
Ejemplo se necesita comprimir 40 millones de pies cúbicos normales de gas
natural (MMPCND) de una presión de succión de sesenta libras por pulgadas al
cuadro manométrica (60 lpcm) hasta una presión de descarga de mil doscientas
libras por pulgadas al cuadrado manométricas (1200 lpcm). La temperatura a la
succión es de 95F. La gravedad específica del gas natural al aire tiene un valor de
0,70. Determinar para el gas
a.-El número de etapas necesarias para que el proceso sea de máxima eficiencia
b.- La temperatura de descarga en cada una de las etapas
c.-La potencia de freno en cada etapa

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