Cómo monitorear un compresor industrial

Un compresor industrial que falla no para una línea. Para varias. El aire comprimido alimenta actuadores neumáticos, herramientas, empaque, transporte de material y sistemas de control en toda la planta. En procesos químicos o de gas, un compresor reciprocante fuera de servicio puede detener la operación completa.

A diferencia de un motor o una bomba, el compresor tiene variables propias que lo hacen más complejo de monitorear: pulsaciones de presión, temperaturas de descarga elevadas, y patrones de vibración que dependen fundamentalmente del tipo de compresor. Esta guía cubre los dos tipos principales y cómo monitorear cada uno con criterios técnicos claros.

Dos tipos de compresores, dos patrones de vibración

La estrategia de monitoreo cambia según el principio de compresión.

Compresor de tornillo rotativo

Dos rotores helicoidales (macho y hembra) giran en direcciones opuestas y comprimen el gas en el espacio entre ellos. La operación es continua: no hay ciclos de compresión discretos, no hay válvulas de admisión y descarga abriéndose y cerrándose.

Características relevantes para monitoreo:

Vibración relativamente baja y suave. El movimiento es puramente rotativo.
Frecuencias dominantes: velocidad de giro (1×) y frecuencia de engrane de rotores (número de lóbulos × RPM).
Temperatura de descarga controlada por aceite en la mayoría de los modelos (tornillo lubricado).
Rango típico de operación: 1,000 a 6,000 RPM.

Compresor reciprocante (pistón)

Un pistón se mueve de forma alternativa dentro de un cilindro, comprimiendo gas en cada carrera. Válvulas de admisión y descarga controlan el flujo.

Características relevantes para monitoreo:

Vibración inherente alta. El movimiento alternativo genera fuerzas de inercia en cada ciclo.
Frecuencias dominantes: velocidad de giro (1×), armónicos (2×, 3×, 4×) y frecuencias de golpeo de válvulas.
Pulsaciones de presión en la descarga, inherentes al diseño.
Rango típico de operación: 300 a 1,800 RPM.
Capacidad de mayor presión: pueden alcanzar presiones que los rotativos no alcanzan.

Fallas comunes en compresores

Cada tipo tiene modos de falla predominantes que determinan qué señales buscar.

Fallas compartidas (ambos tipos)

Falla	Qué la causa	Cómo se manifiesta
Rodamientos deteriorados	Lubricación insuficiente, contaminación, fatiga	Incremento de vibración en alta frecuencia, aumento de temperatura en carcasa de rodamientos
Desalineación motor-compresor	Montaje deficiente, deformación térmica, asentamiento de base	Vibración axial elevada, componentes 2× dominantes
Temperatura excesiva de descarga	Válvula de alivio defectuosa, enfriador obstruido, aceite degradado	Temperatura de aire o gas de descarga por encima de los valores normales
Falla del motor de accionamiento	Desbalance del rotor, barras rotas, aislamiento degradado	Vibración eléctrica (2× frecuencia de línea), corriente anormal

Fallas específicas de tornillo rotativo

Falla	Qué la causa	Cómo se manifiesta
Desgaste de rotores	Horas de operación, contaminantes en el gas	Caída de eficiencia volumétrica, incremento de temperatura de descarga, cambio en firma de vibración
Degradación del aceite	Temperatura excesiva, intervalos de cambio excedidos	Temperatura de aceite elevada, desgaste acelerado de rotores y rodamientos
Fuga interna entre rotores	Desgaste de perfiles, tolerancias perdidas	Mayor consumo energético para la misma presión de descarga

Fallas específicas de reciprocante

Falla	Qué la causa	Cómo se manifiesta
Fugas en válvulas	Desgaste de asiento, depósitos, resorte fatigado	Caída de presión de descarga, aumento de temperatura en la válvula afectada [1]
Desgaste de anillos de pistón	Operación normal, contaminantes	Pérdida de eficiencia, incremento de temperatura de descarga
Pulsaciones excesivas	Diseño de tubería inadecuado, botellas amortiguadoras dañadas	Vibración de tubería, fatiga en conexiones, ruido [2]
Holgura en cruceta	Desgaste, lubricación insuficiente	Golpeteo audible, vibración impulsiva en frecuencia de pistón

Variables a monitorear

Estas son las cinco variables que cubren la mayoría de los modos de falla en ambos tipos de compresor.

1. Vibración en carcasa

La variable principal. Se mide en mm/s RMS (velocidad) en la carcasa de rodamientos, en tres ejes: horizontal, vertical y axial.

En compresores de tornillo: detecta desbalance de rotores, desgaste de rodamientos, desalineación.
En reciprocantes: detecta holgura mecánica, problemas de válvulas (indirectamente), y degradación de rodamientos del cigüeñal.

2. Temperatura de descarga

Indica la eficiencia del proceso de compresión. Un incremento sostenido señala válvulas con fugas, enfriador obstruido, o desgaste de componentes internos.

3. Temperatura del aceite

En compresores de tornillo lubricados, el aceite cumple tres funciones: lubricar, sellar, y enfriar. Su temperatura refleja directamente la condición del sistema de enfriamiento y la calidad del lubricante.

4. Presión de descarga

Una caída gradual en presión de descarga, con las mismas condiciones de operación, indica pérdida de eficiencia volumétrica: válvulas con fugas, anillos desgastados, o fugas internas entre rotores.

5. Corriente del motor

Detecta sobrecarga mecánica, desbalance de fases, y degradación del aislamiento. Un compresor que necesita más corriente para entregar la misma presión está trabajando de más.

Umbrales de vibración para compresores

Aquí es donde los dos tipos de compresor divergen completamente. El estándar aplicable y los valores numéricos son diferentes.

Compresores de tornillo rotativo: ISO 20816-3

Los compresores de tornillo son máquinas rotativas. ISO 20816-3:2022 aplica directamente [3]. La mayoría de los compresores de tornillo industriales caen en Grupo 2 (15 a 300 kW, altura de eje de 160 a 315 mm).

Grupo 2, vibración en carcasa (mm/s RMS, 10-1,000 Hz)

Zona	Fundación rígida	Fundación flexible	Condición
A	< 1.4 mm/s	< 2.3 mm/s	Excelente
B	1.4 – 2.8 mm/s	2.3 – 4.5 mm/s	Aceptable
C	2.8 – 4.5 mm/s	4.5 – 7.1 mm/s	Precaución
D	> 4.5 mm/s	> 7.1 mm/s	Peligro

Para compresores de tornillo grandes (>300 kW), aplica Grupo 1 con valores más permisivos. Consulta las tablas completas en ISO 20816 explicado.

Compresores reciprocantes: ISO 20816-8 y API 618

Los compresores reciprocantes tienen su propia norma: ISO 20816-8 para el sistema completo (compresor, tubería, botellas amortiguadoras) y API 618 como estándar de diseño y aceptación [2][4].

La vibración inherente en reciprocantes es mucho mayor que en rotativos. Esto se debe a las fuerzas de inercia del movimiento alternativo del pistón. Los valores aceptables reflejan esta realidad.

Valores de referencia para reciprocantes

Medición	Valor típico aceptable	Fuente
Vibración en carcasa del compresor	10 – 15 mm/s pico	API 618 / práctica industrial [2]
Vibración en tubería (pequeño diámetro)	< 20 mm/s pico	API 618 [2]
Vibración en tubería (gran diámetro)	< 10 mm/s pico	API 618 [2]
Vibración en botellas amortiguadoras	< 5 mm/s pico	API 618 [2]

Comparación directa: un compresor de tornillo en Zona D (peligro) a 5.0 mm/s sería perfectamente normal en un reciprocante. Por eso es fundamental que el perfil de monitoreo identifique el tipo de máquina.

Temperatura como indicador clave

La temperatura es el complemento perfecto de la vibración en compresores. Mientras la vibración detecta problemas mecánicos, la temperatura revela problemas de proceso y eficiencia.

Reglas prácticas para temperatura

Temperatura de descarga del aire/gas:

Establece una línea base en operación normal y estable.
+10°C sobre la línea base: investigar causa. Puede ser enfriador sucio, válvula con fuga, o aceite degradado.
+20°C sobre la línea base: acción correctiva. El riesgo de daño a componentes internos aumenta significativamente.

Temperatura del aceite (compresores de tornillo lubricados):

Rango normal de operación: 70°C a 85°C (varía según fabricante).
>90°C: precaución. El aceite pierde propiedades de lubricación y sellado a un ritmo acelerado [5].
>100°C: paro recomendado. Riesgo de degradación del aceite, desgaste acelerado de rotores, y en casos extremos, carbonización del lubricante.

Temperatura diferencial entre cilindros (reciprocantes):

En compresores multicilindro, compara la temperatura de descarga entre cilindros.
Una diferencia de >15°C entre cilindros que realizan la misma etapa de compresión indica un problema en el cilindro más caliente: válvula con fuga, anillos desgastados, o enfriamiento insuficiente [1].

Acciones por zona

Una vez que tienes las variables monitoreadas y los umbrales correctos para tu tipo de compresor, las acciones siguen el mismo esquema de 4 zonas que aplica a toda la maquinaria industrial [3].

Zona A: Operación excelente

El compresor está en condición de referencia. Vibración baja, temperaturas estables, presión nominal.

Documenta estos valores como línea base.
Frecuencia de monitoreo: rutinaria (si es continuo, solo revisa tendencias mensualmente).
No intervenir.

Zona B: Operación normal

Desgaste dentro de lo esperado. El equipo puede operar indefinidamente en esta zona.

Monitoreo rutinario. Vigila la tendencia.
Si la vibración o temperatura llevan semanas subiendo de forma constante, aunque sigan en Zona B, investiga antes de que lleguen a C.

Zona C: Planifica intervención

Hay una degradación en curso. El compresor puede seguir operando temporalmente, pero no debe quedarse aquí a largo plazo.

Incrementa la frecuencia de monitoreo.
Identifica cuál variable cruzó a Zona C: eso apunta a la causa probable.
Programa reparación para la siguiente parada planificada.
Si varias variables están en Zona C simultáneamente, adelanta la intervención.

Zona D: Acción inmediata

Riesgo de daño a componentes mayores. El costo de seguir operando puede superar el costo de parar.

Evalúa paro del equipo.
Inspección completa antes de volver a arrancar.
En compresores reciprocantes, verifica válvulas, anillos de pistón, y cruceta.
En compresores de tornillo, verifica rodamientos, aceite, y condición de rotores.
No arranques hasta confirmar la causa raíz.

Checklist de monitoreo para compresores

Usa esta lista como referencia para configurar el monitoreo de cualquier compresor industrial.

Configuración inicial:

Identificar tipo de compresor (tornillo rotativo o reciprocante)
Seleccionar el estándar aplicable (ISO 20816-3 para tornillo, ISO 20816-8/API 618 para reciprocante)
Clasificar grupo y tipo de fundación (para compresores de tornillo)
Instalar sensores de vibración en carcasa de rodamientos (lado motor y lado compresor)
Instalar sensor de temperatura de descarga
Registrar línea base con el equipo en buena condición conocida

Monitoreo continuo:

Vibración en carcasa: tres ejes (H, V, A) en cada punto de rodamiento
Temperatura de descarga del aire/gas
Temperatura del aceite (tornillo lubricado)
Presión de descarga
Corriente del motor

Revisión periódica:

Comparar tendencias de vibración contra línea base
Verificar que la temperatura de descarga se mantenga dentro de +10°C de la línea base
Confirmar que la presión de descarga no muestre caída gradual
En reciprocantes: comparar temperatura entre cilindros de la misma etapa
Actualizar línea base después de cada mantenimiento mayor

Siguiente paso

Si quieres entender cómo estas variables se combinan en una puntuación unificada por equipo, lee sobre el Health Score. Para los valores detallados de ISO 20816-3 aplicables a todas las máquinas rotativas (incluidos los compresores de tornillo), revisa ISO 20816 explicado para ingenieros de planta.

Referencias

[1] ISO 20816-8:2018. Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 8: Reciprocating compressor systems. International Organization for Standardization.

[2] API Standard 618, 5th Edition. Reciprocating Compressors for Petroleum, Chemical, and Gas Industry Services. American Petroleum Institute.

[3] ISO 20816-3:2022. Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 3: Industrial machinery with a power rating above 15 kW and operating speeds between 120 r/min and 30 000 r/min. International Organization for Standardization.

[4] ISO 20816-6:2017. Mechanical vibration. Measurement and evaluation of machine vibration. Part 6: Reciprocating machines with power ratings above 100 kW. International Organization for Standardization.

[5] Bloch, H. P. & Hoefner, J. J. Reciprocating Compressors: Operation and Maintenance. Gulf Professional Publishing, 1996.