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Los Requerimientos de Aire Comprimido en Las Industrias, orientan de manera integral al logro de:


Caudal, Presión y Calidad de Aire para
una producción al menor costo posible



La ineficiencia del Aire Comprimido, no se limita solo al propio funcionamiento termodinámico de las máquinas que lo producen, dado que en muchas ocasiones, rutinas descuidadas de control o un mantenimiento preventivo no planificado agravan la situación.

Desde el punto de vista energético, las siguientes prácticas, producirán un bajo rendimiento de la instalación:

Redes de aire inadecuadamente mantenidas con fugas muy elevadas.

Selección de una presión excesiva para el trabajo realizado por el Aire Comprimido.

Utilización del Aire Comprimido para Soplados en los procesos o Limpieza del personal y suelos.

Inadecuada capacidad de Reserva de aire para puntas de consumo.

Excesivo tiempo en vacío de funcionamiento de los compresores.



FUGAS

El caudal total que generan los Compresores, es una función de la demanda de los equipos, de operaciones complementarias (soplados para diferentes aplicaciones), más las Fugas de toda la instalación.
Las Fugas de Aire Comprimido son la mayor y más importante fuente de desperdicio de Energía en la mayoría de los Sistemas. En oportunidades, estas pueden alcanzar entre el 20 y el 30% de la capacidad de generación de los compresores. Una proactiva detección de Fugas y su reparación, pueden reducir las pérdidas a menos del 10% del caudal de aire producido.




Las Fugas causan importantes caídas de presión que producen ineficiencia en el funcionamiento de las máquinas y las herramientas afectando la producción, forzando a los compresores a trabajar más continuamente, provocando mayores desgastes, mayores mantenimientos y mayores costos.

Para compensar estas pérdidas, normalmente se induce a un aumento en la presión del Sistema.

Las pérdidas aumentan en función directamente proporcional al cuadrado del diámetro del orificio,
a la presión de utilización y a las horas de operación del Sistema.

Pérdidas más comunes:

Aunque las Fugas pueden ocurrir en cualquier parte de la Instalación, los componentes con problemas más comunes son:

Cuplas, conexiones, uniones rápidas y mangueras.

Filtros, Reguladores de Presión y Lubricadores.

Drenajes para eliminación de condensados.

Válvulas de cierre abiertas.

Empaquetaduras de actuadores.

Sellado inadecuado de roscas.

Puntos generales de consumo.

Productos de baja calidad.


Purgas de condensado
o válvulas semiabiertas

Caudal de Fugas, Costo anual y Consumo eléctrico para una Presión constante de 6 bar


Ø efectivo del orificio
Ø [mm]
Pérdidas de aire a 6 bar [l/seg]
Costo anual [$]
Potencia Consumida [kW]
1
1,17
1.191
0,3
3
10,00
11.472
3,1
5
27,50
32.211
11,2
10
109,17
127.170
44,0

Valores indicados para 6500 hs/año y un valor de energía de 0,35 $/kWh.


Consumo de Aire Comprimido
Diferentes diámetros de orificios y Caudales en función de la Presión de trabajo



Un programa para el Monitoreo de Fugas debería ser implementado según la antigüedad y las características de la Red; ello evitará paradas de producción, disminución de la productividad, mayores piezas rechazadas e importantes gastos de tiempo.




  PRESION

La Caída de Presión , es un término utilizado para caracterizar la reducción de presión del aire desde la descarga del compresor hasta el punto final de utilización. Esta ocurre cuando el aire viaja primero a través de los equipos de tratamiento (secadores, filtros, etc.), y luego cuando lo hace por todo el sistema de distribución.
Cualquier tipo de obstrucción, restricción o aspereza en el Sistema causará resistencia al desplazamiento del aire produciendo caída de presión. Por el lado de la Generación esto se observará en los separadores, enfriadores posteriores, separadores de condensado, secadores y filtros. En el Sistema de Distribución las mayores caídas de presión se encontrarán en los puntos de utilización, sub-dimensionamiento y fugas en las cañerías, tuberías, conectores, filtros, reguladores y lubricadores.
La implementación de acciones correctivas puede lograr importantes reducciones en el consumo energético. Es necesario observar primariamente las siguientes recomendaciones:


 
En referencia a una eficiencia energética, la Red más eficiente, será una Distribución Principal cerrada en anillo y sobre la cual todos los usuarios estarán conectados.
La caída de presión no debe ser mayor del 10% entre la Sala de Generación y el punto de consumo más alejado, por lo que se recomienda mantenerla entre 0.3 y 1 bar como máximo.
Caídas de presión mayores a los valores señalados, darán como resultado un pobre desempeño del sistema y, por lo tanto, un excesivo consumo de energía ya que por cada 2 psi de caída de presión se tendrá un aumento aproximado de un 1% en el costo equivalente de la potencia consumida por el compresor.
Dado a lo indicado, antes de incrementar la presión de operación en los puntos de consumo, se debe primero tratar de reducir la caída de presión del sistema, debido que al incrementarla, además de aumentar el consumo de energía, se potenciará la caída de presión y las fugas en la instalación.


Es esencial que los diámetros de las tuberías sean adecuadamente dimensionados para evitar importantes caídas de presión.

La velocidad del aire en las cañerías no debe ser superior a los 6 m/seg., dependiendo de la longitud de las mismos.


Diámetro de Tubería [mm]

Caída de Presión [bar]cada 100 mts.

Perdida de Potencia Equivalente [kW]
40
1.8
9.5
50
0.65
3.4
65
0.22
1.2
80
0.04
0.2
100
0.02
0.1

Reducir las Presiones de Alimentación
es también Ahorrar Energía


Elevadas presiones de operación afectan las utilizaciones, potencian las Fugas e incrementan los gastos. Asimismo, disminuyen la vida útil de las herramientas y componentes neumáticos del proceso en general.
Esto ocasiona un aumento de la potencia consumida por el Compresor, sin aumentar la eficiencia de producción.
Una presión de trabajo de 9 bar (referida a 6 bar) como indica el gráfico, se obtiene un incremento ineficiente de potencia consumida empleando un 19 % más de energía eléctrica.

El uso irracional de la presión,
compromete el Sistema de Aire Comprimido


Diferentes máquinas, herramientas y procesos requieren generalmente distintas presiones para un óptimo rendimiento. Los fabricantes de dichos equipos deben especificar para estos sistemas los adecuados requerimientos de presión.
Finalmente, la Demanda Artificial , está definida como el exceso de aire requerido por el sistema en aplicaciones no reguladas debido a que el mismo esta siendo operado a presiones superiores a los requerimientos reales de producción.


USO IRRACIONAL DE LA ENERGIA

Un objetivo de permanente análisis es disminuir la cantidad
de Aire Comprimido donde sea posible



El Uso Irracional del Aire Comprimido o Desperdicio de Energía, se encuentra generalmente en procesos para:

- Soplado
- Refrigeración
- Expulsión
- Secado
- Transporte
- Limpieza, otros


Soplado

Si bien, estos volúmenes utilizados consumen energía, habitualmente son gastos excesivos que no son generalmente cuantificados.

La utilización de Picos Pulverizadores que ahorran Energía, Pistolas de Soplado, Tubos Vortex para Refrigeración, y componentes específicos de Aspiración, contribuirán con un importante ahorro económico de la energía consumida.


SONIDO Y RUIDOS

En el Análisis de la Eficiencia de los Sistemas de Aire Comprimido, las Fugas producen un elevado costo energético y un alto nivel sonoro en la industria moderna.
Conjuntamente con aplicaciones de Aire libre - tareas de Soplado, Secado, Enfriamiento, Refrigeración, etc.- la exposición actual al ruido provoca en el tiempo, importantes consecuencias en el oído humano. Estas aplicaciones pueden ser atenuadas con productos que Reducen el ruido (OSHA - Administración de la Seguridad, el Empleo y la Salud en USA) y Ahorran Energía.

La detección de Fugas y el Aire Libre, es para muchas Empresas primariamente una cuestión económica, pero está sin embargo estrechamente relacionada con la efectividad general y el entorno, por su notable contribución en la eficiencia productiva.

Un ruido irritante en la actividad laboral cotidiana, disminuye la capacidad de rendimiento. Generalmente el aumento de la irritación es directamente proporcional al volumen de ruido. El ruido con tonos altos resulta particularmente molesto.

Se dice que un sonido está "ocultando" cuando impide que el oído interprete otras señales como por ejemplo una conversación o señales de aviso o alerta. Un ruido que oculta, puede por lo tanto aumentar el riego de accidentes laborales.

Estudios dedicados han concluido que otros efectos físicos producidos por una elevada exposición y alto nivel sonoro, aumentan la producción de jugos gástricos; la circulación de la sangre, el sueño y la digestión sufren también trastornos. Consecuencias como dolor de cabeza, nauseas, tensión muscular, fatiga física y mental, producen una disminución de la capacidad de concentración.

La utilización de componentes auxiliares en aplicaciones de soplados para diferentes acciones en los procesos, disminuirá considerablemente el nivel de ruido producido.

El 70% de la pérdida del oído dentro de la industria de fabricación, está hoy día asociado con el ruido del Aire Comprimido.


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