Ciclo de Compresión

El ciclo de compresión en un compresor de pistón es un proceso de cuatro fases que se repite continuamente.

Las Cuatro Fases

1. Carrera de Admisión (Expansión)

    Válvula admisión
         ABIERTA
           ↓
    ┌──────▼──────┐
    │  ░░░░░░░░░  │ ← Aire entrando
    │  ░░░░░░░░░  │
    │             │
    │             │
    │    ═════    │ ← Pistón bajando
    └──────┬──────┘
           ↓

1. El pistón se mueve hacia abajo
2. La presión en el cilindro disminuye
3. La válvula de admisión se abre por diferencia de presión
4. El aire atmosférico llena el cilindro

2. Compresión

    Válvulas
    CERRADAS

    ┌─────────────┐
    │░░░░░░░░░░░░░│
    │░░░░░░░░░░░░░│ ← Aire comprimiéndose
    │░░░░░░░░░░░░░│
    │    ═════    │ ← Pistón subiendo
    │             │
    └──────┬──────┘
           ↑

1. El pistón comienza a subir
2. Ambas válvulas se cierran
3. El aire se comprime
4. La presión y temperatura aumentan

3. Descarga

    Válvula descarga
         ABIERTA
           ↑
    ┌──────▲──────┐
    │░░░░░░░░░░░░░│ → Aire saliendo
    │    ═════    │ ← Pistón en punto máximo
    │             │
    │             │
    │             │
    └──────┬──────┘
           ↑

1. La presión supera la del sistema
2. La válvula de descarga se abre
3. El aire comprimido sale al sistema
4. El pistón llega al punto muerto superior

4. Expansión del Volumen Muerto

    Válvulas
    CERRADAS

    ┌─────────────┐
    │░░░░░░░░░░░░░│ ← Aire residual expandiéndose
    │    ═════    │ ← Pistón comenzando a bajar
    │             │
    │             │
    │             │
    └──────┬──────┘
           ↓

1. El pistón comienza a bajar
2. El aire residual (volumen muerto) se expande
3. La presión disminuye
4. Cuando la presión cae lo suficiente, se abre la válvula de admisión

Diagrama P-V (Presión-Volumen)

El ciclo de compresión se puede representar en un diagrama P-V:

• 1→2: Compresión (politrópica)
• 2→3: Descarga a presión constante
• 3→4: Expansión del volumen muerto
• 4→1: Admisión a presión atmosférica

Eficiencia Volumétrica

La eficiencia volumétrica es la relación entre el aire realmente aspirado y el desplazamiento teórico del pistón.

Factores que la Afectan

Factor	Efecto
Volumen muerto	Mayor volumen muerto = menor eficiencia
Relación de compresión	Mayor relación = menor eficiencia
Fugas	Pérdidas por anillos y válvulas
Calentamiento	Aire caliente es menos denso
Restricciones de flujo	Filtros sucios, válvulas pequeñas

Valores Típicos

Tipo de Compresor	Eficiencia Volumétrica
Una etapa, baja presión	80-90%
Una etapa, alta presión	60-75%
Dos etapas	75-85%

Relación de Compresión

La relación de compresión es la proporción entre la presión de descarga y la presión de admisión:

RC = P_descarga / P_admisión

Límites Prácticos

Etapas	Relación de Compresión Máxima	Presión Típica
Una etapa	4:1 a 5:1	Hasta 100 PSI
Dos etapas	8:1 a 10:1	Hasta 175 PSI
Tres etapas	15:1 a 20:1	Hasta 500 PSI
Múltiples	Hasta 250:1	Hasta 6,000 PSI

Temperatura de Descarga

A mayor relación de compresión, mayor temperatura de descarga. Por eso los compresores de alta presión usan múltiples etapas con enfriamiento intermedio.

Válvulas

Las válvulas son componentes críticos que controlan el flujo de aire.

Tipos de Válvulas

Tipo	Características	Aplicación
Lengüeta	Simple, económica	Compresores pequeños
Disco	Mayor flujo	Compresores medianos
Anillo concéntrico	Alta eficiencia	Compresores grandes
Placa	Robusta	Alta presión

Funcionamiento

Las válvulas operan automáticamente por diferencia de presión:

• Válvula de admisión: Se abre cuando la presión del cilindro < presión atmosférica
• Válvula de descarga: Se abre cuando la presión del cilindro > presión del sistema

Mantenimiento de Válvulas

Las válvulas son la causa más común de pérdida de eficiencia. Inspeccione regularmente por:

• Desgaste o deformación
• Depósitos de carbón
• Resortes débiles o rotos
• Asientos dañados