Este documento proporciona información sobre diferentes tipos de compresores, incluyendo su definición, componentes principales, objetivos y clasificación. Explica compresores alternativos de embolo, compresores rotativos como los de paletas, lóbulos (Roots) y tornillo. También describe compresores centrífugos axiales y radiales, así como compresores reciprocantes. El documento ofrece detalles sobre el funcionamiento y aplicaciones de varios tipos de compresores.

1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DE
MÉRIDA
INGENIERÍA MECÁNICA
MÁQUINAS DE FLUIDOS COMPRESIBLES
ING. RAMÓN NOVELO CORAL
“COMPRESORES”
ALUMNO:
MENDOZA MARTÍN EDMAR ALEXIS
MÉRIDA, YUCATÁN A 25 DE NOVIEMBRE 2013

2. INTRODUCCION
Al igual que las bombas, los compresores también desplazan
fluidos, pero a diferencia de las primeras que son máquinas
hidráulicas, éstos son máquinas térmicas, ya que su fluido de
trabajo
es
compresible,
sufre
un
cambio
apreciable
de densidad y, generalmente, también de temperatura; a
diferencia de los ventiladores y los sopladores, los cuales
impulsan fluidos compresibles, pero no aumentan su presión,
densidad o temperatura de manera considerable.
ANTECEDENTES
Los antiguos herreros solían gritar y rugir para intensificar
su fuego y de esta forma facilitaban forjar el hierro, y
aunque no se consideren el primer antecedente a los
compresores de aire actuales, sí lo fueron. Los gritos y
rugidos inhalaban aire en su expansión, luego se exhala
mediante una pequeña apertura al final, logrando controlar la
cantidad de aire a una locación específica. Con el tiempo se
mejoró la forma de soplado, de modo que los griegos y romanos
utilizaban fuelles para la forja de hierro y se sabe de
diversos
mecanismos
hidráulicos
y
de
fuelle
para
accionar órganos musicales.
Durante el siglo diecisiete, el ingeniero físico alemán Otto
von Guericke experimentó y mejoró los compresores de aire. En
1650, Guericke inventó la primera bomba de aire, la cual
podía producir un vacío parcial y él mismo uso esto para
estudiar el fenómeno del vacío y el papel del aire en la
combustión y la respiración.
1943. Los primeros mineros utilizaron motores de vapor para
producir suficiente presión para operar sus taladros, incluso
cuando
dicho
dispositivos
probaban
ser
extremadamente
peligrosos para los mineros. Con la invención del motor de
combustión interna, se creó un diseño totalmente nuevo para
los compresores de aire. En 1960 los lava-autos de autoservicios, alta-presión y “hazlo tú mismo” se hicieron
populares gracias a los compresores de aire.

3. DEFINICIÓN
Un compresor es una máquina de fluido que eleva la presión de
un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores. La presión
del fluido se eleva reduciendo el volumen específico del
mismo durante su paso a través del compresor. En cuanto a la
presión de salida, los compresores se clasifican generalmente
como máquinas de alta presión.
COMPONENTES PRINCIPALES
El Compresor se compone de las siguientes partes:
Un Cilindro (eje, pistones y cámara).
Un Conjunto de Tapas (trasera y delantera).
Un Conjunto de Válvulas (exteriores de conexión,
interiores
de lengüeta y platos de válvula).
e
Arandelas de gomas y Empaques.
Conjunto de sellos (eje y tapa).
Conjunto de Embrague (bobina, rotor, placa de arrastre).
OBJETIVOS DEL COMPRESOR
En laindustria la misión de los compresores es:




Alimentar la red de aire comprimido para instrumentos;
Proveer de aire para combustión;
Recircular gas a un proceso o sistema;
Producir condiciones idóneas para que se produzca una
reacción química;
 Producir y mantener niveles de presión adecuados por
razones de proceso de torres;
 Alimentar aire a presión para mantener algún elemento en
circulación.

4. CLASIFICACIÓN DE LOS COMPRESORES
Los compresores se clasifican según el método de compresión.
Tipos de compresores:
Compresor de embolo alternativo.
Compresor de embolo.
Compresor de membrana.
Compresor de embolo giratorio.
Compresor de paletas.
Compresor de tornillos.
Compresor Roots.
Compresor de flujo.
Compresor radial.
Compresor axial.
COMPRESOR ALTERNATIVO O DE EMBOLO
Los compresores alternativos funcionan con el principio
adiabático mediante el cual se introduce el gas en el
cilindro por las válvulas de entrada, se retiene y comprime
en el cilindro y sale por las válvulas de descarga, en contra
de la presión de descarga. Estos compresores rara vez se
emplean como unidades individuales, salvo que el proceso
requiera funcionamiento intermitente.
Los compresores alternativos pueden ser del tipo lubricado o
sin lubricar. Si el proceso lo permite, es preferible tener
un compresor lubricado, porque las piezas durarán más.

5. Hay que tener cuidado de no lubricar en exceso, porque la
carbonización del aceite en las válvulas puede ocasionar
adherencias y sobrecalentamiento.
Los compresores alternativos de embolo se clasifican:
Según la fase de compresión en:
 Monofásico o de simple efecto, cuando el pistón realiza
una sola fase de compresión (la acción de compresión la
ejecuta una sola cara del pistón).
 Bifásico, de doble efecto o Reciprocante cuando el
pistón realiza doble compresión (la acción de compresión
la realizan ambas caras del pistón).
Según las etapas de compresión se clasifican en:
1. Compresores de una etapa cuando el compresor realiza el
proceso de compresión en una sola etapa.
2. Compresores de varias etapas cuando el proceso de
compresión se realiza en mas de una etapa por ejemplo
una etapa de baja presión y una etapa de alta presión.
COMPRESORES ROTATIVOS O CENTRÍFUGOS
Los compresores centrífugos impulsan y comprimen los gases
mediante ruedas de paletas.
Los ventiladores son compresores centrífugos de baja presión
con una rueda de paletas de poca velocidad periférica (de 10
a500 mm de columna de agua; tipos especiales hasta 1000 mm).
Las máquinas soplantes rotativas son compresores centrífugos
de gran velocidad tangencial (120 a 300 m/seg.) y una

6. relación de presiones por escalón p2/p1 = 1,1 a 1,7. Montando
en serie hasta 12 ó 13 rotores en una caja puede alcanzarse
una presión final de » 12kg/cm2, comprimiendo aire con
refrigeración repetida.
Compresores de paletas deslizantes
Este tipo de compresores consiste basicamente de una cavidad
cilindrica dentro de la cual esta ubicado en forma excentrica
un rotor con ranuras profundas, unas paletas rectangulares se
deslizan libremente dentro de las ranuras de forma que al
girar el rotor la fuerza centrifuga empuja las paletas contra
la pared del cilindro. El gas al entrar, es atrapado en los
espacios que forman las paletas y la pared de la cavidad
cilíndrica es comprimidad al disminuir el volumen de estos
espacios durante la rotación.
Compresores de pistón líquido
El compresor rotatorio de piston de liquido es una maquina
con rotor de aletas multiple girando en una caja que no es
redonda. La caja se llena, en parte de agua y a medida que el
rotor da vueltas, lleva el liquido con las paletas formando

7. una serie de bolsas. Como el liquido, alternamente sale y
vuelve a las bolsas entre las paletas(dos veces por cada
revolucion). A medida que el liquido sale de la bolsa la
paleta se llena de aire. Cuando el liquido vuelve a la bolsa,
el aire se comprime.
Compresores de lóbulos (Roots)
Se conocen como compresores de doble rotor o de doble
impulsor aquellos que trabajan con dos rotores acoplados,
montados sobre ejes paralelos, para una misma etapa de
compresión. Una máquina de este tipo muy difundida es el
compresor de lóbulos mayor conocida como "Roots", de gran
ampliación como sobre alimentador de los motores diese¡ o
sopladores de gases a presión moderada.
Los rotores, por lo general, de dos o tres lóbulos están
conectados mediante engranajes exteriores. El gas que entra
al soplador queda atrapado entre los lóbulos y la carcaza;
con el movimiento de los rotores de la máquina, por donde
sale, no pudieron regresarse debido al estrecho juego
existente entre los lóbulos que se desplazan por el lado
interno.
Compresores de tornillo
La compresión por rotores paralelos puede producirse también
en el sentido axial con el uso de lóbulos en espira a la
manera de un tornillo sin fin. Acoplando dos rotores de este
tipo, uno convexo y otro cóncavo, y haciéndolos girar en
sentidos opuestos se logra desplazar el gas, paralelamente a
los dos ejes, entre los lobulos y la carcaza.

8. Las
revoluciones
sucesivas
de
los
lobulos
reducen
progresivamente el volumen de gas atrapado y por consiguiente
su presion, el gas asi comprimido es forzado axialmente por
la rotacion de los lobulos helicoidales hasta 1ª descarga.
COMPRESOR RECIPROCANTE
El funcionamiento de los compresores Reciprocantes se basa en
un movimiento alternativo realizado por el conjunto bielacruceta-pistón. Existen cuatro etapas durante el proceso que
se dan en una vuelta del cigüeñal es decir en 360 grados.
1. Compresión, durante este proceso el pistón se desplaza
desde el punto inferior, comprimiendo el gas hasta que la
presión reinante dentro del cilindro sea superior a la
presión de la línea de descarga (Pd). Las válvulas succión y
descarga permanecen cerrada.
2. Descarga, luego de que la presión reinante dentro del
cilindro sea superior a la presión de la línea de descarga
(Pd) que es antes de que llegue al punto murto superior, la
válvula de escape se abre y el gas es descargado, mientras
que la de succión permanece cerrada.
3. Expansión, durante este proceso el pistón se desplaza
desde el punto muerto superior hasta que la válvula de
succión se abra durante la carrera de retroceso o expansión,
que será cuando la presión reinante en el interior del
cilindro sea inferior a la presión del vapor de succión (Ps).

9. 4. Succión, luego de que la válvula de succión se abrió, que
es un poco después del punto muerto superior, ingresa el
fluido, y el pistón se desplaza hasta el punto muerto
inferior, al final de la carrera de succión, la velocidad del
pistón disminuye hasta cero, igualándose las presiones del
exterior y del interior del cilindro (aunque por la velocidad
del pistón no exista tiempo material a que éste equilibrio se
establezca); la válvula de succión se cierra, la válvula de
descarga permanece cerrada.
Compresor centrifugo (axial y radial).
Los compresores centrífugos son de diseño y funcionamiento
esencialmente distintos a los previamente mencionados. No son
de tipo volumétrico, en el sentido de que no desplazan un
volumen de gas por unidad de tiempo sensiblemente constante
(independiente de la presión de descarga), sino que su
funcionamiento es análogo al de las bombas centrífugas. Sus
peculiaridades respecto a estas máquinas derivan del hecho de
trabajar con fluidos compresibles.
En su diseño habitual, constan de uno o más rotores, a los
cuales el fluido ingresa axialmente y egresa con un campo de
velocidades con componente radial, normalmente con mínima o
nula componente axial. Los rotores pueden estar en serie o en
paralelo. No obstante, las relativamente altas presiones que
suelen requerirse para el trasporte de gas natural conducen a
la conveniencia de usar máquinas de velocidad específica
baja. Es frecuente, entonces, que para no usar rotores de
diámetro excesivo o a velocidad de rotación inconveniente se
utilicen compresores centrífugos multi etapa.

10. De cada etapa el gas egresa con energía adicional en forma,
fundamentalmente, de mayor velocidad absoluta y mayor
cantidad de movimiento angular. Un difusor, que puede ser de
álabes o de canales, transforma esta forma de energía en
mayor presión, con la que entra a la siguiente etapa. Por
aumentar la presión, el gas se calienta. En compresores de
varias etapas puede ser necesario extraer el gas luego de las
primeras etapas, enfriarlo (con lo que pueden llegar a
separarse fracciones condensables, en caso de hidrocarburos).
SISTEMAS AUXILIARES
Para funcionar correctamente y en condiciones de seguridad,
tanto desde el punto de vista de la máquina como de las demás
instalaciones y de las personas, el compresor requiere algún
equipamiento adicional. La mayoría de éste es considerado
como accesorio en el sentido de no incluirse, salvo mención
expresa, cuando se habla del compresor. Se mencionarán los
principales
accesorios
requeridos
por
un
compresor
reciprocante.
Algunos de ellos son prescindibles o vienen
incluidos en compresores de otro tipo.
Filtros.
Fundamentalmente en compresores que aspiran aire ambiente, es
muy importante filtrar el gas que ingresa al cilindro. Si
arrastrara partículas sólidas, éstas al cabo de un tiempo de
funcionamiento rayarían las válvulas, trancarían sus placas,
rayarían el cilindro y pistón, podrían llegar a obstruir
conductos
de
gas
dentro
del
compresor
y
en
los
intercambiadores de calor. Los filtros que se usan deben
cumplir varios requisitos:
1) Introducir poca pérdida de carga para no afectar la
eficiencia ev2 (del orden de 1 a 3 mbar cuando están
limpios).
2) Tener suficiente superficie filtrante para que la vida del
elemento filtrante no sea reducida. Dependiendo de la
concentración de polvos en el ambiente, puede llegar a ser
necesario más de un filtro en serie.

11. 3) Debe separar las partículas
proporción. Un criterio puede ser:
más
grandes
en
buena
a. Partículas de 2μ : extraer el 98.5 % o más.
b. Partículas de 5μ : extraer el 100 % .
4) Debe soportar las mayores diferencias de presión que
puedan ocurrir sin romperse ni abrirse rumbos (1 at para un
compresor que aspire aire atmosférico).
5) Cuando en el ambiente pueda haber gases potencialmente
nocivos, cuyo pasaje el filtro no impide, deberá estar
ubicado en un lugar desde el que no se los aspire. Por
ejemplo, si hubiera gases de chimenea que pueden contener
azufre; con el agua del aire formarían ácidos que corroerían
internamente al compresor e instalación.
Silenciadores.
La principal fuente de ruido está constituida por las
pulsaciones de presión en la admisión. También colaboran el
motor, la transmisión, las válvulas y el pasaje del gas por
llaves, válvulas y cañería de gas comprimido. Dicho ruido se
amortigua imponiendo recorridos tortuosos y longitudes
adecuadas de caños y toberas de expansión que interfieran y
amortigüen las pulsaciones, además de usar materiales que
absorban las altas frecuencias. Se trata de reducir el ruido
a menos de 85 dB (A) si hay personas trabajando en las
cercanías del compresor.
Enfriador intermedio.
Suele venir con el compresor, cuando éste es multi-etapa. El
fluido refrigerante puede ser aire o agua. Debe lograrse la
más baja temperatura posible en el gas con una pérdida de
carga mínima. Además debe ser compacto y fácilmente de
limpiarse. Los enfriadores a base de agua suelen ser
intercambiadores de tubo y carcaza. El agua es normalmente
enfriada en una torre de enfriamiento y llevada a un pozo, de
donde una bomba la impulsa hacia el enfriador. Los

12. enfriadores a base de aire son de tipo radiador con tubos
aletados. Las temperaturas típicas de entrada y salida de un
intercambiador de calor de agua son:
* Para el gas, 140 a 170ºC de entrada, 30 a 35ºC salida.
* Para el agua, 20 a 30ºC entrada, 60 a 80ºC salida,
dependiendo del caudal.
Post-enfriador.
Se trata de un intercambiador análogo al intermedio pero
suele ser un accesorio adicional. Se utiliza para reducir la
temperatura del gas comprimido a valores aceptables que no
deterioren
prematuramente
las
juntas,
cañerías
o
instrumentos, no provoquen dilataciones o contracciones
inadmisibles ni sean peligrosas.
También se utiliza para separar el vapor de agua u otros
gases condensables que pudiera arrastrar el gas, que de otra
manera podrían condensar en la cañería posterior. No es
necesario que el post-enfriador lleve al gas a temperatura
tan baja como el enfriador intermedio; es admisible que a la
salida esté a 40 ó 50ºC.
Separador de agua.
Se instala en seguida del post-enfriador para separar las
minúsculas gotas de agua u otros condensados que arrastra el
gas. Suele ser de tipo ciclónico (ver Fig.); separa el agua
mediante la fuerza centrífuga y por la formación de un
vórtice (o sea una zona de bajas presiones) en su parte
central. Debe ser purgado periódicamente o tener una purga
que opere automáticamente.

13. Válvulas de seguridad.
Tiene como función proteger contra sobrepresiones que
pudieran provocar daños en el compresor o instalaciones o
atentar contra la seguridad. Deben colocarse tan cerca del
cilindro de descarga del compresor como sea posible, y en
todos los casos antes de cualquier parte del circuito de gas
en que haya una remota posibilidad de obstrucción.
Incluso puede haber una válvula de seguridad entre etapas
para proteger la etapa de baja. Deben estar reguladas a una
presión por encima de la máxima presión de trabajo (por
ejemplo al 110 % de ésta) y diseñadas para evacuar el caudal
total del compresor a la presión de regulación.
Bibliografía.
Avallone, E.; Baumeister, T.: "Mark's Standard Handbook
for Mechanical Engineers". 10ª ed., 1996, Mc.Graw-Hill,
USA, cap. 14.
Richard W. Greene :Compresores Mc. Graw-Hill, USA.
P. Chambadal.: Los compresores.
www.wikipedia.com.mx
http://www.indisem.com