Clasificación y Funcionamiento de Compresores Industriales: Desplazamiento Positivo vs. Dinámicos

Fundamentos y Definición de Compresores

Un compresor es una máquina que eleva la presión de un gas, un vapor o una mezcla de gases y vapores.

Son máquinas de flujo continuo donde se transforma la energía cinética (velocidad) en trabajo (presión).

Factores Limitantes en el Rendimiento de Compresores

La capacidad real de un compresor es menor que el volumen desplazado del mismo, debido a razones tales como:

1. Caída de presión en la succión.
2. Calentamiento del aire de entrada.
3. Expansión del gas retenido en el volumen muerto.
4. Fugas internas y externas.

Las limitaciones varían de acuerdo con el tipo de compresor, siendo las más importantes:

1. Temperatura de descarga (aplicable a todos los tipos).
2. Relación de compresión (especialmente en unidades dinámicas).
3. Elevación de la presión (en casi todos los tipos de compresores).
4. Efecto del espacio nocivo (unidades reciprocantes).
5. Ahorro de potencia.

Clasificación de Compresores

Los compresores se dividen en dos grandes categorías operacionales:

1. Compresores de Desplazamiento Positivo

Esta categoría incluye:

• Compresores de émbolo (reciprocantes).
• Ventiladores compresores.
• Ventiladores no compresores.

Compresores Reciprocantes (De Émbolo)

El compresor reciprocante tiene uno o más cilindros en los cuales hay un pistón o émbolo de movimiento alternativo que desplaza un volumen positivo en cada carrera.

Compresores Rotatorios

Los rotatorios incluyen los tipos de lóbulos, espiral, aspas o paletas y anillos de líquido. Cada uno cuenta con una carcasa y uno o más elementos rotatorios que se acoplan entre sí, como los lóbulos o las espirales, o desplazan un volumen fijo en cada rotación.

2. Compresores Dinámicos

Incluyen ventiladores centrífugos de flujo radial, compresores de flujo axial y compresores de flujo mixto.

Los compresores dinámicos son de los más utilizados en la industria, debido a su construcción sencilla, libre de mantenimiento y porque permiten un funcionamiento continuo durante largos periodos.

Compresores Centrífugos de Flujo Radial

El compresor centrífugo es un tipo de turbocompresor que puede presentar un flujo radial, diagonal o una combinación de ambos.

Las velocidades periféricas de las secciones medias de entrada y salida son sustancialmente diferentes.

Este compresor cuenta con una pieza rotatoria y no requiere de aceite lubricante ni de sellos de gas, lo que supone:

• Bajo costo de manufactura.
• Poco mantenimiento.
• Bajo costo de reparaciones.

Ventajas Clave del Compresor Reciprocante

Los compresores reciprocantes ofrecen beneficios específicos, especialmente en comparación con los dinámicos:

• Altas presiones de descarga: Tienen un amplio rango de presiones mayores que el centrífugo.
• Menor sensibilidad a la composición del gas: Son mucho menos sensibles a la composición del gas y a propiedades cambiantes que los compresores dinámicos. Esta propiedad es muy importante, ya que a medida que un pozo petrolero se agota, el gas pasa de ser un gas rico a un gas pobre; y este cambio afecta a los compresores dinámicos.