Cómo reducir los costes de aire comprimido y ahorrar energía

Al reparar fugas, ajustar los ajustes de presión, recuperar energía y actualizar sus sistemas, puede reducir los costes energéticos del aire comprimido en un 20-35 % o más, sin comprometer el rendimiento.

Esta guía le ofrece estrategias prácticas y viables para lograrlo, desde soluciones rápidas hasta mejoras a largo plazo. Tanto si está gestionando las operaciones diarias como si está creando un caso de negocio para mejorar la eficiencia, está en el lugar adecuado.

La mayoría de las instalaciones no se dan cuenta de lo caro que es realmente el aire comprimido. A menudo se considera "una utilidad más", pero ¿cuál es la realidad? Es uno de los consumidores de energía más costosos de su planta.

Esta es una fórmula sencilla para averiguar el coste de la energía:

Caso práctico:

Si utiliza un compresor de 90 kW durante unas 6000 horas al añoy sus costes de electricidad son de aproximadamente 0,15 € por kWh, con un factor de carga medio del 75 % (0,75) y un rendimiento del motor de 0,92 (común para los motores IE3), el coste anual de energía eléctrica para hacer funcionar el compresor es de 66 000 €.

No es poco dinero, ¿verdad?

En los compresores tradicionales de velocidad fija, la electricidad suele representar alrededor del 76 % del coste total del ciclo de vida. Sin embargo, con los compresores modernos de velocidad variable (VSD), especialmente los modelos de velocidad variable de Atlas Copco que utilizan motores de imanes permanentes internos (iPM), el porcentaje de energía puede disminuir entre un 35 y un 50 %. Por lo tanto, si solo tiene en cuenta el mantenimiento y el precio de compra, está perdiendo dinero.

Consejo rápido: empiece a realizar un seguimiento del uso del compresor: horas de funcionamiento, presión, ciclos de trabajo. Necesitará esos datos para demostrar el ahorro cuando implemente mejoras.

Las fugas son uno de los problemas más comunes y costosos de los sistemas de aire comprimido. Y suelen pasar desapercibidas.

Una fuga de 1 mm a 7 bar puede desperdiciar alrededor de 1,2 l/s, lo que le costará 300-400 € al año. ¿Multiplicar eso por 50 o 100 fugas? Eso equivale a miles de energía desperdiciada.

Así es como se hace:

• Comience con una inspección acústica básica durante los momentos de silencio
• Rocíe agua jabonosa en los accesorios para encontrar fugas con burbujas
• La detección de fugas por ultrasonidos identifica el sonido de alta frecuencia creado por el escape de aire comprimido.
  Funciona incluso en entornos de producción ruidosos y mientras el sistema está en funcionamiento, lo que lo hace ideal para inspecciones rutinarias e instalaciones de gran tamaño.
• Las cámaras térmicas permiten la detección de fugas al revelar las diferencias de temperatura alrededor de las tuberías, los accesorios y las conexiones. Es especialmente útil para zonas de difícil acceso y para confirmar fugas sospechosas durante inspecciones detalladas.

Priorizar la fijación:

• Líneas de caída no utilizadas
• Mangueras y juntas desgastadas
• Conexiones y acoplamientos con fugas

Cada 0,1 bar de pérdida de presión por fugas cuesta aproximadamente un 1 % de energía.

Convierta la detección de fugas en un hábito regular; lo ideal es realizar inspecciones trimestrales. Las fugas nunca dejan de producirse, especialmente con la vibración y el envejecimiento de los equipos.

Hablemos de la presión y por qué el funcionamiento de su sistema «solo un poco alto» puede costarle más de lo que cree.

Cada aumento de 1 bar de la presión del sistema = aproximadamente un 7 % más de consumo de energía.

Muchas instalaciones funcionan a 1-2 bar más de lo necesario para compensar:

• Caídas de presión
• Filtros sucios
• Diseño deficiente de las tuberías

En lugar de aumentar la presión, siga este enfoque:

1. Mida la presión en el punto de uso y compárela con el ajuste de presión del compresor para identificar la caída de presión
2. Identificar pérdidas en tuberías, filtros y conectores
3. Sustituya los filtros obstruidos antes de que restrinjan el flujo de aire

Ejemplo: reducir la presión de 7,5 bar a 7,0 bar en un sistema de 90 kW podría ahorrar entre 3000 y 4000 € al año, dependiendo de las tarifas de energía y las horas de funcionamiento.

Consejo: diseñe el sistema de tuberías para la distribución de aire teniendo en cuenta la expansión futura. Considere el uso de diámetros de tubería más grandes desde el principio para acomodar posibles aumentos en la demanda de aire. Un problema común en las fábricas es que, aunque la capacidad de suministro de aire se amplía con el tiempo, el sistema de tuberías permanece sin cambios. Esto suele dar lugar a tuberías subdimensionadas, lo que provoca mayores caídas de presión y un aumento significativo de los costes operativos.

Bonus: programe reducciones de presión automáticas durante las noches y los fines de semana si la producción lo permite, ya que esto producirá unos ahorros muy interesantes.

El aire comprimido no es gratuito, por lo que usarlo donde no se necesita es como tirar euros por la ventana.

Entre los culpables habituales se incluyen:

• Limpieza por soplado (utilice en su lugar ventiladores de baja presión)
• Enfriamiento de armarios eléctricos (pruebe con refrigeradores de vórtice o ventiladores)
• Refrigeración del operario (con ventiladores)
• Secado de piezas (utilice cuchillas de aire o sopladores de aire caliente)
• Mezclar o agitar (los mezcladores mecánicos son más baratos)

Una sola boquilla de soplado que consuma 35-40 m³/hora puede costar entre 1500 y 2500 € al año. Cambiarla por una alternativa eficiente puede reducirlo en más de un 50 %.

Consejo: utilice carteles cerca de las estaciones de aire que muestren cuánto cuesta el aire por minuto. Solo la concienciación puede reducir el uso indebido.

Los compresores con accionamiento de velocidad variable (VSD) ofrecen una solución excelente para reducir el consumo energético en sistemas en los que la demanda varía.

Esto es lo que ocurre: la gran mayoría (90-95 %) de la energía consumida por su compresor de aire se convierte en calor en lugar de aire comprimido.

Hasta el 94 % de la energía utilizada para comprimir el aire se puede recuperar como calor. Por ejemplo, un compresor de 75 kW que funcione 4000 horas al año puede generar más de 250 000 kWh de energía térmica recuperable al año, lo que podría equivaler a unos 15 000 € de ahorro en costes de calefacción.

Los periodos de amortización de los sistemas de recuperación de calor suelen oscilar entre 1,5 y 3 años, dependiendo de la configuración del sistema y de los costes energéticos locales.

Consejo: planifique su sistema de recuperación de calor durante la selección del compresor para optimizar el tamaño y la integración.

Omitir el mantenimiento puede ahorrar un poco de tiempo, pero puede costar mucho dinero.

Un mantenimiento deficiente puede aumentar los costes energéticos en un 10-25 %. Esto ni siquiera incluye el tiempo de inactividad no planificado.

Su lista de comprobación principal debe incluir:

• Sustituya los filtros de entrada según lo indicado en el programa de mantenimiento (o antes si la caída de presión aumenta)
• Los elementos filtrantes en línea deben sustituirse según lo indicado en el programa de mantenimiento o anualmente, lo que ocurra primero.
• Separador de aceite cada 4000-8000 horas, dependiendo del modelo y las condiciones de trabajo.
• Inspeccione regularmente los ventiladores de refrigeración y limpie el enfriador para garantizar un rendimiento óptimo y eficiente.
• Compruebe la tensión de la correa trimestralmente en caso de que el tren de accionamiento esté accionado por correa).
• Controlar mensualmente el nivel y el estado del lubricante

Las purgas de condensado con fugas también desperdician aire. Si utiliza drenajes temporizados antiguos, considere cambiar a drenajes sin pérdidas para evitar el desperdicio de aire comprimido.

Una sala de compresores limpia y ventilada mejora el rendimiento. Cada 4 °C de caída en la temperatura de entrada = ~1 % de ganancia de eficiencia.

Si desea descubrir todas las oportunidades de ahorro ocultas, no hay nada mejor que una auditoría completa de aire comprimido.

Las auditorías suelen revelar un ahorro energético del 15-30 %, especialmente en sistemas que han evolucionado con el tiempo sin un rediseño completo.

El aire comprimido es esencial, pero no tiene por qué ser caro.

Con la estrategia adecuada, incluso en sistemas más pequeños como los de 22 kW, podrá:

• Ahorrar un 30 % o más en energía
• Prolongar la vida útil de su equipo
• Mejorar el tiempo de actividad y la fiabilidad
• Reducir la huella de carbono de sus instalaciones

Comience con lo básico. Repare las fugas. Mida su presión. Mejore cuando tenga sentido. Y recupere lo que ya está pagando.