Auditoría Integral del Sistema de Aire Comprimido
En la actualidad, el 90% de las industrias utiliza Aire Comprimido en sus procesos productivos.
Pese a que su generación requiere de grandes cantidades de Energía Eléctrica lo que conlleva elevados costos, la obsolescencia y el bajo mantenimiento de las instalaciones, así como los usos ineficientes del Aire Comprimido, posibilitan potenciales oportunidades de Ahorro Energético impactando de manera directa en los costos operativos.
En consecuencia, resulta fundamental monitorear y crear un historial de todo el Sistema de GENERACIÓN, DISTRIBUCIÓN y UTILIZACIONES del Aire Comprimido, midiendo el rendimiento de los compresores y los caudales de consumo, identificando fugas y desperdicios, relevando las presiones de operación, y evaluando la posibilidad de mejoras en la red, y en todo el Sistema con la finalidad de lograr una Instalación Eficiente y económicamente controlada.
Las Auditorías realizadas por AYRFUL, conforman un pormenorizado estudio del Sistema de Aire Comprimido, cuyo resultado será una propuesta que medirá el desperdicio de energía existente y generará un diagnóstico a fin de solucionar / mejorar los puntos críticos de toda la Instalación.
Como hemos comprobado a lo largo de nuestra trayectoria, Ahorros de Energía por mejoras en el Sistema, pueden ir desde 20% al 50% o más, del consumo eléctrico, transformándose hoy en día en una importante ventaja competitiva.
Objetivos de las Auditorías
El objetivo será un informe que permita detectar oportunidades de mejora para lograr importantes ahorros económicos, así como conocer más y mejor como está operando el Sistema para tomar decisiones preventivas en lo inmediato y generar un plan de optimización de todo el Sistema a mediano y/o largo plazo.
Beneficios de las Auditorías
- Ahorro de Energía Eléctrica
- Reducción de Compresores en servicio
- Mayor Presión en la Instalación
- Mayor vida útil de Componentes
- Ahorro en Mantenimiento
- Menores costos en Repuestos
- Disminución de Ruidos en Planta
- Mejora del producto final
- Disminución de scrap
- Una instalación controlada y eficiente
Etapas de la Auditoría
Las Auditorías evaluarán dos puntos bien diferenciados del Sistema:
MEDICIONES
¡NO se puede Controlar lo que NO se puede Medir!
Las Mediciones tomadas por AYRFUL, le permitirán conocer y administrar mejor su Sistema y ahorrar dinero a través de la reducción en el consumo de Energía Eléctrica.
El análisis del desempeño de los Compresores y la cuantificación de los Consumos, posibilitará una clara ecuación que revelará cómo está funcionando el Sistema referido a cuánto está generando Vs. cuánto está consumiendo, potenciales pérdidas y usos ineficientes del Aire Comprimido.
- Medición de Compresores
Conociendo la capacidad Real de Generación
Primariamente, se deberá conocer el caudal real de Aire Comprimido generado, en consecuencia, se deberán medir cada uno de los compresores para verificar la capacidad total de generación instalada.
Como hemos comprobado en más de 500 compresores medidos, muchos equipos no producen el caudal nominal indicado por el fabricante. Problemas con los anillos del pistón en compresores reciprocantes y modulación prematura en compresores a tornillo, son las causas más comunes en la realidad práctica (aproximadamente 70% de casos).
Esta modulación prematura es causada por un ajuste impreciso de la válvula que controla la modulación. Una falla en esta válvula, o una inadecuada regulación, causa que el tornillo estrangule la entrada y produzca un volumen de aire menor que el verdaderamente especificado.
Asimismo, si la caída de presión es una variable frecuente, y /o existen importantes fluctuaciones en el consumo, se necesitará conocer la eficiencia de los compresores y, en consecuencia, la capacidad real instalada.
Si los mismos no poseen el rendimiento indicado por el fabricante, existen dos alternativas posibles:
- Medirlos para conocer si cada máquina entrega el caudal nominal indicado por el fabricante
- O, agregar directamente más compresores a la generación.
Evidentemente, la solución más económica / eficiente, será en principio, medir la eficiencia de generación, para tratar de evitar aumentar la potencia total instalada.
Ejemplo:
Si una planta industrial posee 3 compresores, los cuales generan:
Q = 10m3/min (cada uno) => Q total= 30m3/min
Y, suponiendo que el consumo total de la planta es de:
Q = 19m3/min
Como consecuencia, la planta podría funcionar con sólo 2 máquinas.
Sin embargo, si los compresores que alimentan la producción no se encuentran Eficientes, es decir, no entregan el caudal total indicado por el fabricante (10m3/min) y, suponiendo un caudal real de generación del 80% (8m3/min), el resultado será una entrega total de las 2 máquinas de 16m3/min.
En estas condiciones, el sistema necesitará de la 3ra. máquina para lograr el caudal y la presión adecuados de alimentación a los procesos y los equipos de producción.
La medición de Compresores será posible utilizando el LP METER, el cual permitirá verificar el caudal de salida del compresor con una precisión de ± 2%.
Funcionamiento y Aplicación del LP Meter
El procedimiento de medición consiste en aislar cada compresor de aire del consumo de planta, permitiendo a todo el aire generado, pasar a través del medidor a la atmósfera.
El medidor está compuesto por una serie de válvulas esféricas independientes, con orificios (toberas) mecanizados y calibrados de precisión que permiten simular un consumo específico (conocido) de aire a una presión determinada.
Varios orificios son abiertos hasta que el compresor mantenga el valor de presión deseado. Los caudales de las válvulas abiertas son sumados para obtener el verdadero caudal generado por el compresor (FAD- Free Air Delivery) a la presión de prueba. Una serie de puntos de medición son obtenidos (partiendo de p=7bar) para construir una curva característica; correcciones por presión y temperatura son realizadas. Simultáneamente una lectura de potencia es registrada, definiendo así un cuadro completo de operación.
Esquema de Conexionado del LP Meter en la Instalación
Ejemplo de Medición de Generación:
Compresor: —————– Modelo: —————–
Serie: —————– Horas: —————–
Resultado de la Medición:
Los valores encontrados se encuentran por debajo del caudal previsto por el fabricante. El Compresor está entregando 5.92 m³/min a 6.9 bar de presión, el caudal nominal esperado era de 6.75 m³/min, indicando un rendimiento cercano al 88%.
- Medición de Consumos
Conociendo los Caudales reales de planta
El Consumo de Aire Comprimido requerido por los procesos productivos solo puede conocerse, medirse y registrarse con equipamiento especializado.
AYRFUL, mediante la instalación de un Caudalímetro Digital conjuntamente con un Data Logger, en la salida de la generación, entrada de una línea de producción, máquina o proceso seleccionado, podrá monitorear y registrar el caudal instantáneo de Aire Comprimido consumido, con el objetivo de mantener un historial (en curvas y datos) para un posterior análisis y evaluación.
Los datos obtenidos en Excel posibilitarán analizar exactamente los consumos así como los horarios de los mismos para definir acciones puntuales para la optimización de la Energía.
Ejemplo de Medición de los Consumos:
Vista del sistema de medición instalado:
Caudalímetro Digital 4” + Data Logger LASCAR 91XX
Capacidad de Medición: 0.56 – 56,63 m³/min
Curvas de Consumo Total
Consumo Semanal: Período del 16 de Mayo / 23 de Mayo de 20XX
Ejemplo de cuadro comparativo de los consumos diarios en el período analizado:
Consumo Promedio: XX,XX m³/min.
Fugas y consumo
Para conocer el consumo total generado por las pérdidas existentes, se deberán tomar los datos registrados por el Caudalímetro cuando la planta se encuentre sin producir, las válvulas de alimentación a los equipos estén abiertas, y la instalación presurizada. En estas condiciones el valor indicado en el Caudalímetro, reflejará el real caudal consumido por Fugas.
La cantidad de pérdidas en una planta industrial, puede ser la mayor ineficiencia respecto al uso de energía en una Instalación de Aire Comprimido. Basado en cientos de mediciones, se ha encontrado que el promedio de las pérdidas pueden llegar a un valor del 30% o más de la capacidad de generación instalada.
¿De cuánto dinero estamos hablando? Presentamos el siguiente ejemplo:
ANÁLISIS DE LA INSTALACIÓN
El Análisis de la Instalación tiene como premisa el estudio pormenorizado de los siguientes conceptos:
- Usos Ineficientes del Aire Comprimido
Dado el elevado costo del Aire Comprimido, así como los riesgos que conlleva desde el punto de vista de la Seguridad, existe una necesidad permanente de asegurar un uso Eficiente y adecuado del mismo.
El Uso Irracional del Aire Comprimido o Desperdicio de la Energía, se encuentra principalmente en todas aquellas aplicaciones de soplado, en procesos de:
- Secado
- Limpieza
- Refrigeración
- Expulsión de piezas
- Limpieza personal
En algunas industrias, estos usos superan en consumo a las propias Fugas de la instalación.
En consecuencia, AYRFUL analizará puntualmente los productos empleados para estas operaciones, recomendando la eliminación de todos aquellos que sean ineficientes como tubos abiertos, caños perforados y otros sistemas caseros, y su reemplazo por productos especialmente diseñados para estas tareas, tales como:
- Boquillas de Aire
- Pistolas de Soplado de Alta Eficiencia
- Cortinas de Aire
- Amplificadores de Caudal
- Estaciones de Limpieza Personal (Seguras, sin Aire Comprimido)
- Otros
Todos los productos anteriores contribuirán con un importante ahorro económico en la energía consumida.
- Detección de Fugas
Un ambiente ruidoso y tuberías de aire inaccesibles dificultan conseguir una imagen comprehensiva de la situación en función de la cantidad y volumen de fugas existentes sin el uso de un equipo y una tecnología especial.
Un error común es pensar que solo las fugas grandes producen un elevado nivel de ruido. El factor determinante del volumen del ruido producido por una fuga, no es su tamaño, sino la forma del orificio y la presión con que lo atraviesa. Una buena analogía es comparar la cantidad de aire que se produce exhalando con la boca abierta o silbando; en el primer caso, el caudal de aire es mayor que en el segundo, sin embargo el sonido es menor. Por ese motivo, no es suficiente localizar fugas solo con el oído.
El Ultrasonido es una tecnología que permite la detección de pérdidas en ambientes ruidosos y en horas de producción. Es un método extremadamente eficaz incluso en los ambientes de trabajo más difíciles.
En nuestras Auditorías se implementa un sistema de Etiquetas ante la identificación de pérdidas detectadas por medio de nuestros equipos de Ultrasonido, para una posterior reparación. Todas las Fugas encontradas se listan en un capítulo anexo en un Informe oportunamente presentado.
- Determinación del Perfil de la Presión
En un Sistema de Aire Comprimido, la Eficiencia Energética está íntimamente relacionada con las presiones tanto en la Distribución como en los Consumos.
La utilización de presiones superiores a las reales necesarias de la demanda (presiones no reguladas), conllevará a un consumo innecesario y excesivo de Energía sin una mejora en la producción. Normalmente la reducción en 1 bar en la aplicación, se traduce en aproximadamente un ahorro del 7% de Energía generada.
Por lo tanto, se recomienda en general, operar la planta con la menor presión posible y en los casos de necesidad de mayores presiones, instalar multiplicadores de presión con los fines específicos.
La Auditoría de AYRFUL analizará la red de Distribución, su forma, longitud, diámetro de cañerías, accesorios y los puntos de consumo, con el fin de realizar recomendaciones para reducir las presiones a las realmente necesarias y eficientes.
- Tratamiento del Aire Comprimido
El tratamiento del Aire Comprimido tiene un rango que va desde Aire para la industria hasta aplicaciones para la salud. La calidad es controlada por secadores y por filtros que eliminan condensados, contaminantes, partículas y olores, producidos.
Mayores calidades poseen costos más elevados de producción y requieren equipos adicionales de tratamiento. Estos no solo incrementan el capital inicial, sino que hacen más costosa su operación en términos de consumo de energía y costos de mantenimiento.
AYRFUL evalúa el tratamiento del aire utilizado respecto a los equipos instalados y su eficiencia y si los mismos son adecuados en relación al tipo de producción realizada.
- Red de Distribución
La red comunica la fuente de producción de Aire Comprimido con los equipos de consumo; la misma debe:
- Suministrar los consumos de aire
- Ser auxiliar en la eliminación del condensado
- Presentar mínima caídas de presión
- Presentar el menor índice de Fugas posible
Para determinar la eficiencia de la Red, AYRFUL analizará los siguientes items:
- Selección adecuada del de tubería
- Lay out y formato
- Posicionamiento y montaje
- Tipo de tubo, juntas, uniones, curvas
- Ramificaciones sin utilización
- Inclinación, puntos de drenaje
- Salidas de aire para trabajo
- Válvulas de cierre, aislación
- Mantenimiento y limpieza
En Resumen, serán entonces…
10 Etapas de Análisis
- Medición de Caudal de Compresores, eficiencia, curvas de desempeño, Caudal-Presión-Potencia. Costos/Pérdidas en [kWh] y en [$] por bajo rendimiento de Compresores. Análisis de Sala de compresores, diámetros de tuberías de la instalación.
- Cuantificación del Caudal de Fugas de la instalación. (Cuantificación) por áreas, líneas o equipos de producción. Costos/Pérdidas en [kWh] y en [$].
- Medición de Caudales de Consumo por equipamiento o área de producción. Costos/Pérdidas en [kWh] y en [$].
- Tratamiento de Aire, estudio y mejoras, análisis de los equipos que intervienen en el proceso.
- Análisis de ineficiencia de la instalación, caudales utilizados en desperdicio de energía, cuantificación según aplicaciones, Costos.
- Identificación de Fugas en la Red de Aire comprimido, en los consumos, y en todo el equipamiento de Producción. Colocación de etiquetas de ubicación.
- Análisis de perfil de la Presión, identificación y estado de componentes que participan en la Instalación.
- Descripción de los componentes neumáticos que intervienen en el proceso productivo, análisis de condiciones físicas, listado, repuestos, reemplazos; con el objetivo de crear un registro por activo histórico de fácil identificación.
- Ejecución de diseños de la Red de Instalación existente en Auto Cad, modificaciones.
- Informe conteniendo, Diagnóstico, Conclusiones y Recomendaciones.
Nota: Cada Proyecto podrá contener de manera parcial o total los puntos de análisis enumerados.
Cada cliente, posee necesidades diferentes y cada proyecto un estudio particular.
Nuestro conocimiento, experiencia y equipamiento, posibilitará la realización de proyectos que integren desde un concepto básico y global hasta una solución completa y puntual. ¡Contáctenos!