Evaluación del coste real de una interrupción de aire comprimido

El aire comprimido suele considerarse la cuarta utilidad en la fabricación. A pesar de su importancia en una amplia gama de procesos industriales, está en gran medida mal entendida por muchas partes, incluidas aquellas que utilizan directamente compresores.

Dependiendo del tipo de instalación, los compresores de aire podrían ser responsables de mucho más que un simple conjunto de herramientas neumáticas. En las plantas de prensado, el aire comprimido suele ser la fuerza motriz entre los motores y los actuadores que ponen en marcha las máquinas automáticas. El aire comprimido también puede afectar a la calidad de los productos. En instalaciones biogenéticas, por ejemplo, cantidades incalculables de investigación podrían desperdiciarse si el aire controlado se vaporiza en exceso.

Independientemente del tamaño o propósito de tu compresor de aire, es fundamental que entiendas cómo funcionan los mecanismos para poder identificar problemas de rendimiento que puedan derivar en problemas costosos. De este modo, estarás mejor preparado para evaluar el alcance y el coste de una interrupción de aire comprimido, como una fuga del sistema.

Fugas en el sistema de aire comprimido

Además de ser un drenaje para tu suministro energético, las fugas de aire pueden tener un efecto perjudicial en tu entorno laboral. Si se permite que se filtre y congestione cantidades excesivas de aire presurizado en presencia de tu personal, la situación podría ser perjudicial para cualquiera que trabaje en espacios reducidos con el/los compresor(es) de aire.

En la mayoría de las instalaciones grandes, los ordenadores se utilizan típicamente para monitorizar el rendimiento de los compresores de aire. Sin embargo, este método no es fiable para rastrear todos los posibles problemas que podrían surgir en cualquier momento. Por ejemplo, si un diafragma se rompe en una de las válvulas de control, el problema no sería manejable desde un departamento de TI de un edificio o fábrica.

Si gestionas una de estas instalaciones, recuerda que es fundamental realizar inspecciones de fugas en el terreno en cada compresor de aire de forma periódica. Las inspecciones deben ser realizadas por técnicos internos o por una empresa externa especializada en análisis y mantenimiento de compresores. Con el equipo y el conocimiento adecuados, evaluar el coste de una interrupción de aire comprimido es fácil y útil de dominar.

¿Cuál es el coste de las fugas de aire comprimido?

Para generar cantidades suficientes de aire comprimido para un conjunto determinado de aplicaciones industriales, las funciones implicadas suelen ser costosas debido a la cantidad de energía consumida en el proceso. Por cada cantidad de aire presurizado que puedes obtener de un compresor de aire, el proceso requiere aproximadamente 10 veces más energía.

Mientras el compresor trabaja para convertir el aire entrante en energía presurizada, los componentes internos generan grandes cantidades de calor, que a su vez consumen la mayor parte de la energía que alimenta todo el conjunto de procesos. En consecuencia, la energía que se traduce en potencia de aire presurizada solo representa entre el 10 y el 15% del consumo energético total del compresor de aire típico.

Incluso teniendo en cuenta la cantidad de energía que se convierte en calor en un compresor de aire, gran parte del aire presurizado que se produce nunca llega realmente a una de las aplicaciones finales. De media, una cuarta parte del aire comprimido que produce tu máquina acabará pasando por las grietas del sistema. En los peores casos, solo aproximadamente una quinta parte del aire presurizado llegará siquiera a las herramientas neumáticas debido a fugas dentro de la máquina y en varios puntos de conexión.

¿Cuánto cuestan las fugas de aire comprimido?

Cuando haces funcionar un compresor de aire a plena carga a 100 psi, la máquina consumirá entre 17 kW y 22 kW por cada 100 cfm. Si traduces kilovatios en monedas de diez centavos, cada hora que uses tu compresor de aire equivaldría a entre 1,70 y 2,20 dólares en costes operativos. A esos ritmos, el coste de hacer funcionar el compresor estaría en el rango de 14.900 a 19.300 dólares si haces funcionar la máquina todo el año, las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Además, esos presupuestos no tienen en cuenta los gastos adicionales que tendrías que asumir en el mantenimiento del compresor, piezas nuevas y otros costes relacionados.

Los costes asociados a hacer funcionar un compresor de aire aumentarán aún más si el coeficiente de fuga de tu máquina supera el típico 25%. Por ejemplo, si el 30% del aire presurizado escapa del sistema cada 100 cfm, tus costes operativos podrían llegar a ser de hasta 25.000 dólares al año si haces funcionar la máquina sin parar, las 24 horas del día, los 7 días de la semana.

Eso sí, estas cifras de coste se reducirían significativamente si haces funcionar tu compresor de aire en intervalos más selectos, como 12 horas al día, cinco días a la semana. Aun así, los altos costes que podrías tener debido a la pérdida de aire e ineficiencia en tu compresor de aire ponen de manifiesto las consecuencias de las fugas en un sistema de aire comprimido.

En instalaciones pequeñas, el impacto financiero de las fugas de aire puede ser especialmente perjudicial debido a las limitaciones en el presupuesto operativo. Si fabricas productos en pequeñas cantidades para un mercado selecto, sabes que es crucial maximizar la eficiencia de tu compresor de aire, porque así optimizarás la productividad y aumentarás tus resultados. Por ello, es esencial realizar una auditoría de aire comprimido para clarificar el nivel de rendimiento de tu sistema en su estado actual.

En instalaciones más grandes, a menudo se utilizan varios compresores simultáneamente para una variedad de aplicaciones de alta potencia. En fábricas que no han sido auditadas por pérdidas por fugas, una auditoría podría finalmente descubrir una serie de prácticas derrochadoras. Además de reducir costes y aumentar los beneficios, los ingenieros de grandes instalaciones a veces descubren que el segundo o tercer compresor de aire — comprado originalmente como fuente de respaldo — puede apagarse una vez que se han solucionado las fugas en la unidad principal y sus accesorios.

¿Merece la pena arreglar las fugas de aire comprimido?

Si utilizas un compresor de aire para uso industrial o personal, podrías pensar que los costes se deben estrictamente a la energía necesaria para alimentar la máquina. La verdad es que el aire presurizado que sale de la máquina es dinero en sí mismo. Por cada 1 hp de aire presurizado que tu compresor envía a una aplicación final, se necesitan 8 hp de electricidad para que eso ocurra.

Si tus operaciones dependen principalmente de aire comprimido, la energía que utilizan tus procesos neumáticos podría fácilmente representar la mayor parte de tu consumo energético. Si no dispones de un sistema eficaz para gestionar las fugas, la pérdida de aire presurizado podría reducir tu productividad a la mitad. Las plantas que no implementan una gestión antifiltraciones suelen perder entre el 30 y el 50% de su producción de aire comprimido.

¿Estoy perdiendo dinero arreglando fugas de aire comprimido?

Si te preguntas si merece la pena arreglar las fugas de aire comprimido, considera las posibles consecuencias de no tener un sistema de mantenimiento instalado. Un compresor de aire que entrega 200 CV generalmente pierde 60 CV por fugas de aire. Cuando traduces los kWh perdidos en monedas de diez céntimos, 44.000 dólares de tu factura energética anual se ven absorbidos por una fuga de aire.

Para ahorrar lo suficiente con el mantenimiento de los compresores de aire, debes asegurarte de que el tiempo, el dinero y el trabajo que implica sean prudentes para los problemas que se presentan. Por ejemplo, si tu compresor pierde una cuarta parte de cada suministro de aire presurizado, podrías ver un ahorro significativo siempre que mantengas los costes de mantenimiento bajos y proporcionados a la magnitud del problema. Si inviertes más de 20.000 dólares esperando ahorrar unas 10 veces durante los siguientes 12 meses, es probable que te quedes con menos personal.

¿Cómo puedo aumentar la eficiencia de mi compresor de aire?

Tanto si operas un compresor de aire independiente como un conjunto de compresores, la maquinaria disponible consta de varios componentes que son críticos para el rendimiento global. Aunque podrías simplemente comprar un compresor más nuevo con una capacidad de rendimiento y características óptimas, podrías ahorrar dinero y optimizar tu máquina actual con un mantenimiento rutinario y periódico. Los siguientes pasos pueden ayudarte a mejorar la eficiencia de tu compresor de aire.

1. Realizar inspecciones del sistema de forma regular

Deberías inspeccionar tu compresor de aire regularmente para detectar problemas de rendimiento que puedan indicar una fuga de aire. Si gestionas una instalación grande, las personas que gestionan el departamento de compresores de aire deberían tener protocolos que seguir respecto al mantenimiento del sistema. Los componentes más críticos de un compresor de aire incluyen el motor, los ventiladores, las rejillas y los conectores, que deben inspeccionarse periódicamente para asegurar que funcionan según las especificaciones del fabricante.

En lo que respecta al problema de fugas, también deben inspeccionarse regularmente varios componentes no críticos. Estas piezas incluyen las mangueras, conectores roscados, válvulas de control y acoplamientos. Si se producen fugas en cualquiera de estas piezas, el problema podría afectar tanto a la calidad del producto como a la eficiencia del sistema.

2. Realizar una auditoría en tu centro

Para evaluar correctamente la eficiencia de tu compresor de aire, deberías auditar el sistema por un tercero cualificado. De este modo, puedes aprender cómo funciona el sistema en varios niveles y cómo se comparan los números con configuraciones similares en otras instalaciones.

Idealmente, una auditoría debería realizarse cada dos años. En las fábricas, las auditorías a veces revelan pérdidas diarias por fugas que se traducen en sumas de tres cifras. Si logras aislar el origen de tus fugas y reducir las pérdidas en el futuro, podrías ahorrar dinero y aumentar tus beneficios de las siguientes maneras:

• Reducir el consumo energético
• Aumentar la productividad
• Reducir la tensión sobre el sistema
• Apaga el compresor extra

Con los resultados de una auditoría, puedes usar la información para identificar los puntos fuertes y débiles del sistema. Si los compartimentos del motor y de presión funcionan como se espera pero las herramientas no generan suficiente energía de aire, el problema probablemente se localizará en las herramientas o mangueras. Si ocurre lo contrario, tendrás que examinar el compresor para detectar problemas de rendimiento.

3. Compra un detector ultrasónico de fugas

Con un detector ultrasónico de fugas, puedes detectar fácilmente las fugas más pequeñas que aparecen en tu sistema de aire comprimido. Ya sea que se produzca una fuga en el propio compresor o a lo largo de uno de los accesorios, el detector puede localizar la fuente de la fuga y proporcionar información sobre la intensidad y magnitud del problema de fuga.

En sistemas pequeños, las fugas de aire suelen identificarse con el uso de ecografías, que pueden detectar la presencia de fugas de aire en lugares de difícil acceso. Con la ecografía, puedes localizar pequeñas fugas y también determinar el tamaño y la causa del problema.

Después de comprar un detector de fugas, forma a todos los que trabajan con el compresor para que usen el instrumento. El detector debe utilizarse de forma regular para identificar problemas que puedan surgir a lo largo de una semana laboral determinada. Con una detección temprana, puedes aislar y corregir fugas antes de que se descontrolen y provoquen problemas más costosos.

Si una fuga se agranda, puede hacerse fácilmente audible para cualquiera en la planta de fábrica o en la sala que contiene el compresor y sus accesorios principales. En casos como estos, el equipo ultrasónico a menudo ni siquiera es necesario porque la fuga suele ser evidente para cualquiera que trabaje cerca del sistema de aire.

4. Reemplazar tuberías desgastadas o dañadas

En un sistema grande, la fuga puede ser difícil de evaluar si aparece en partes inaccesibles de la tubería. Las tuberías suelen estar organizadas de tal manera que dificultan alcanzarlas y examinarlas. El problema es que algunas de las mayores fugas pueden ocurrir en estos puntos de difícil acceso a lo largo de las tuberías.

Los tubos y puntos de conexión que conforman un sistema de aire comprimido se asemejan a una cadena alimentaria porque cada eslabón debe conectarse sin fallo con el siguiente, de lo contrario el sistema se irá deshaciendo gradualmente. La comparación es especialmente válida en sistemas donde tramos de la tubería se extienden al aire libre. Si alguna de tus tuberías de aire está situada en el exterior, podrían ser vulnerables a temperaturas bajo cero en invierno. Cuando las tuberías se congelan, la goma es susceptible de agrietarse y exponer tu sistema a fugas.

5. Vaciar los desagües

Para que un compresor de aire produzca aire seco, sin humedad y presurizado, la máquina debe tener un drenaje funcional que elimine la humedad del aire entrante. Sin una extracción suficiente de humedad, el compresor podría acabar generando aire brumoso, lo que puede degradar la calidad de diversas funciones neumáticas, como el lijado, la pintura y el secado accionados por aire.

Para un proceso como la pintura, la niebla puede causar burbujas, manchas y filtros en la superficie de un objeto dado. Si usas tu compresor para pintar piezas ensambladas en masa en fila india a lo largo de una cinta transportadora, podrías acabar con una renovación grande y costosa si surge un problema de humedad. Vaciando los desagües, puedes evitar estas interrupciones y mejorar la calidad del rendimiento de tu compresor.

Para sistemas pequeños, un desagüe manual suele ser suficiente para la extracción de humedad. Para sistemas industriales de mayor tamaño, los drenajes automáticos suelen estar integrados en el arsenal de compresores. Estos desagües suelen estar situados debajo de las tuberías y a menudo son difíciles de acceder durante el mantenimiento. Sin embargo, los desagües deben examinarse durante las inspecciones del sistema debido al potencial de fugas en esta parte del sistema.

6. Cambiar las correas

Cada dos meses, las correas de tu compresor de aire deben revisarse por motivos de calidad. Es fundamental que las correas tengan la tensión adecuada y estén libres de grietas y opacidad. Si las correas no se reemplazan cuando es necesario, el compresor puede soportar tensión. En el peor de los casos, un cinturón podría romperse y desencadenar una costosa cadena de daños.

Cuando inspecciones la correa, asegúrate de que tenga la cantidad adecuada de tracción y tensión. Revisa los bordes para detectar opacidad, sequedad y grietas. Si notas algún problema así, cambia la correa antes de reactivar el compresor.

7. Revisa los ventiladores

Los ventiladores de un compresor de aire son esenciales para el funcionamiento del motor y de todas las partes móviles internas. Sin el ventilador, el motor podría sobrecalentarse fácilmente y hacer que la máquina se apague sin previo aviso. Trimestralmente, los ventiladores deben ser inspeccionados y limpiados si es necesario. Si las hojas se llenan de polvo, límpialas con un cepillo. Si las aspas de un ventilador se romen o se agrietan, cámbialo por uno de repuesto correspondiente.

8. Revisa las válvulas

Dos puntos especialmente vulnerables a fugas son las válvulas y los solenoides, que pueden quedarse atascados en posición abierta y, en última instancia, perder aire. Si el agua no se ha drenado adecuadamente del sistema, también pueden producirse fugas en las juntas. Si el aceite se hidrata dentro del sistema, puede adherirse a las juntas tóricas de la junta y degradar la goma, causando más fugas.

9. Inspeccionar las herramientas

En algunos casos, las interrupciones de aire provienen del exterior del compresor. Si tus aplicaciones neumáticas y procesos accionados por aire son menos eficientes que antes, inspecciona las herramientas en busca de obstrucciones. Asegúrate de que las boquillas estén limpias y libres de suciedad y residuos. Además, asegúrate de que cada herramienta esté bien conectada a su manguera correspondiente.

Revisa las mangueras por si hay señales de fugas y doblaciones. Si las mangueras se extienden a lo largo de grandes distancias, revisa toda la longitud para detectar cortes y agujeros. Si es posible, enjabonea las mangueras con agua jabonosa y luego pon el compresor de aire a máxima potencia. Si las burbujas se escapan en algún momento, probablemente hayas detectado una fuga de aire.

10. Cambiar la ubicación

Si tu compresor está situado en una zona demasiado caliente o húmeda, los mecanismos internos probablemente soportarán mayor tensión mientras realizan funciones básicas. Un ambiente húmedo hará que el motor se caliente aún más que bajo temperaturas normales. Cuando el motor se calienta, las piezas de la máquina tienden a desgastarse con más facilidad.

Con el tiempo, el calor del sistema puede hacer que el aceite o la lubricación pierdan su viscosidad. Una vez ocurrido esto, se produce fricción entre las piezas metálicas, causando aún más tensión en el sistema. A medida que estos problemas se desarrollan, tu compresor trabajará más duro y consumirá más energía, pero aún así no generará suficiente productividad.

11. Apagar el sistema cuando no esté en uso

Una de las formas más sencillas de mejorar la eficiencia de tu sistema de aire comprimido es apagar la máquina durante las horas en que no está en uso. En instalaciones donde hay dos o más compresores, no es raro que todas las máquinas estén encendidas durante el día, incluso en turnos en los que solo se necesita un compresor para las aplicaciones en cuestión.

A menos que uses un conjunto de procesos accionados por aire las 24 horas del día, el compresor debería estar completamente apagado durante el horario de desactivación. Los fines de semana, podrías ahorrar aún más energía desconectando el compresor de su fuente de energía. Incluso cuando una máquina está apagada, la energía puede consumirse siempre que el cable de alimentación esté conectado a un enchufe.

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