Cómo encontrar y reparar fugas en tu sistema de compresor de aire

Si escuchas un siseo característico que proviene de un componente de tu compresor de aire, puede que no te des cuenta del daño que está causando a tu sistema y a tus resultados. Las fugas en compresores de aire pueden ser increíblemente costosas, no solo en términos económicos, sino también por productividad y eficiencia. Los compresores consumen mucha energía. Se necesitan entre 7 y 8 caballos de fuerza (CV) de potencia eléctrica para producir 1 CV de aire comprimido.

Con demandas y efectos energéticos tan altos, es esencial mantener tu sistema de aire comprimido funcionando al máximo rendimiento. Entonces, ¿sabes cómo arreglar fugas en compresores de aire si surge el problema?

Saber cómo detectar una fuga en un compresor de aire y cómo reparar y prevenir fugas en el futuro puede ofrecer enormes beneficios para cualquier empresa que utilice regularmente un sistema de compresión de aire. Sigue leyendo para más información sobre cómo encontrar, reparar y prevenir fugas en compresores de aire en tu operación industrial.

El coste de las fugas en compresores de aire

Un compresor de aire que pierde aire puede fácilmente suponer una cantidad significativa de energía desperdiciada en instalaciones industriales y puede alcanzar entre el 20 y el 30% de la salida de un compresor de aire. Eso significa que entre el 20 y el 30% de todo el dinero que inviertes en tu compresor de aire en forma de servicios públicos se va por la borda — o más bien, hacia arriba. Con un programa proactivo de detección y reparación de fugas, las instalaciones pueden reducir las fugas a menos del 10% de la potencia del compresor. Dependiendo del tamaño de tu sistema y de tu instalación, eliminar fugas de aire puede suponer un gran ahorro y mejora para tus resultados.

Veamos un ejemplo. Si una instalación tiene un 30% de fuga en un sistema de 200 CV, entonces se pierden 60 CV debido a fugas. Con el coste medio industrial nacional de unos siete céntimos por kilovatio-hora (kWh), esta fuga suma más de 31.000 dólares en energía eléctrica desperdiciada cada año. Muchos se refieren al coste del aire comprimido como “la cuarta utilidad” para las instalaciones industriales, ya que representa una parte tan importante de su presupuesto. Las fugas de aire aumentan este coste.

Además de las desventajas económicas, las fugas en compresores de aire pueden afectar a las operaciones empresariales debido a:

• Pérdidas de productividad: Si tus herramientas no reciben la cantidad adecuada de aire, no funcionarán tan bien. Puede que los empleados tarden más en terminar una tarea debido a la falta de energía, o pueden tener dificultades para conseguir los resultados que necesitan. De cualquier manera, la productividad se ve afectada.
• Tiempos de inactividad más altos: Con las fugas en los compresores de aire vienen las reparaciones de los compresores. Cuanto más tiempo esté caído tu sistema, menos puedes hacer. El mantenimiento sustituye al tiempo de producción. Cuando esto ocurre, tus activos de producción tienen una peor utilización y un menor retorno de la inversión.
• Adición innecesaria de capacidad: Si necesitas más aire comprimido del que tu sistema con fugas puede soportar, podrías acabar añadiendo más capacidad para compensar las fugas. Esta incorporación aumenta tu factura de electricidad y puede desgastar tu sistema más rápidamente. Además, si las fugas provocan una pérdida de tiempo de producción, puede que tengas que gastar más en equipos adicionales para aumentar la capacidad.

Otra zona que se ve dañada por las fugas es el propio compresor de aire. Tu máquina puede sufrir de varias formas si tiene fugas. La vida útil total del sistema se reduce porque las fugas generan una demanda de aire mayor en el sistema de aire comprimido de la que realmente se necesita. El compresor debe entonces ciclar con más frecuencia y funcionar más tiempo, lo que reduce la vida útil del sistema. Normalmente, las instalaciones con alta fuga de aire necesitan reemplazar sus sistemas de aire comprimido con mayor frecuencia. Como una planta gestiona la vida reducida del equipo, normalmente dedica más tiempo y dinero al mantenimiento. Tiempos de funcionamiento más largos y las demandas aumentan también las necesidades de mantenimiento.

¿Qué causa una fuga en un sistema de aire comprimido?

Para entender cómo funcionan las fugas en un sistema de aire comprimido, veamos el impacto de una fuga desde un punto de vista sistémico. El flujo a través de una fuga es similar a un orificio en que el flujo está determinado por la presión inmediatamente aguas arriba de la abertura. La presión baja en la línea suministrando aire a la fuga según la capacidad de la línea para soportar la tasa de caudal.

Por ejemplo, el flujo de aire a través de un orificio de 1/4 de pulgada a 90 PSIG es de 94 SCFM, pero el flujo a través de diez pies de tubo de cobre identificativo de 1/4 de pulgada a 90 PSIG será menor que 40 SCFM porque la presión en el tubo caerá a 35 PSIG. Si intentas aumentar la presión en la descarga del tubo, el caudal aumenta y la presión no aumentará en la descarga tan rápido como en la entrada del tubo.

De manera similar, las fugas en un sistema de aire hacen imposible igualar la presión en el mismo sistema. Cuando un nuevo usuario entra en el sistema, se denomina evento de demanda. El aire que soporta el evento se elimina del colector, lo que provoca que la presión en el colector disminuya desde la aplicación hasta los compresores. El tamaño de la caída de presión depende del tamaño del evento, el tiempo de transmisión desde la aplicación de vuelta a los compresores y la capacitancia del sistema.

Como resultado de un aumento en la entrega al sistema, la presión en el sistema aumentará. A medida que aumenta la presión, también aumentará la demanda de aire en todos los usuarios no regulados, como fugas, soplado abierto y usuarios con el regulador completamente abierto. Este proceso se conoce como demanda artificial y impide que los compresores puedan igualar la presión en todo el colector. Como resultado, el lado de la oferta del sistema no puede igualar la presión, lo que provoca una caída de presión en el lado de la demanda.

Cómo encontrar una fuga en un compresor de aire

Una de las formas más sencillas de comprobar si hay un compresor con fugas es escucharlo. Establece un programa regular de detección de fugas en el que alguien pasee por la planta durante un periodo de no producción para escuchar fugas con sonido perceptible. Por supuesto, no todas las fugas son audibles para los oídos humanos, y muchas plantas o líneas de producción no tienen periodos regulares de parado. Por estas razones, una práctica recomendable en la industria es utilizar detectores ultrasónicos de fugas.

Los detectores ultrasónicos de fugas son herramientas sofisticadas que detectan con precisión fugas, ya sea que emitan un ruido audible para los humanos o no, en entornos de producción ruidosos. La combinación de micrófonos direccionales, amplificadores y filtros de audio les permite identificar sonidos de siseo de alta frecuencia producidos por fugas de aire. Con los avances tecnológicos, estas unidades se han vuelto altamente compactas y portátiles. Invertir en uno puede ayudar a mejorar tus métodos de detección de fugas en compresores de aire. Para usar un detector ultrasónico de fugas, un operador recorrerá la planta con la unidad en mano. Los auriculares o pantallas dentro del detector indican al operador la ubicación precisa de las fugas.

Escuchando atentamente o utilizando detectores ultrasónicos de fugas, puedes encontrar fugas de forma más eficaz. Pueden aparecer en todo el sistema de compresores, y algunos componentes también pueden comprobarse de otras formas:

• Mangueras de aire: Con el compresor apagado y los cables desconectados, echa jabón de manos a lo largo de las mangueras. Enciende el sistema y busca burbujas en el jabón para indicar la ubicación de la fuga de aire.
• Tubos: Los tubos metálicos que conectan ciertas partes de los sistemas de compresores de aire también pueden empezar a tener fugas. Busca conexiones sueltas, óxido o grietas dentro de estos tubos.
• Conectores: Los conectores son un lugar común donde surgen fugas. Revisa su estado y escucha si hay silbidas.
• Desagües y trampas de condensado: Cualquier componente suelto o acumulación puede indicar problemas de flujo de aire y de salud del sistema. Manténlos y considera un reemplazo si empiezan a acumular lodo o óxido. Si tu compresor de aire está perdiendo agua, podría deberse a un desagüe defectuoso.

Revisa cada componente que puedas para detectar desgaste o cualquier rotura visible en un sello. Los dispositivos que conectan son especialmente vulnerables a problemas que causan fugas.

No olvides priorizar ciertas fugas. Después de realizar una auditoría de fugas de aire, puede que encuentres varias fugas de distintos tamaños, pero algunas pueden costarte más dinero que otras. Por ejemplo, en un ejemplo, 10 fugas le costaron a una empresa más de siete veces lo que 100 fugas de menor diámetro. Las 10 fugas tenían un cuarto de pulgada de diámetro, mientras que las 100 tenían 1/32 de pulgada de diámetro. Estas 110 fugas costarían 44.387 dólares anuales, y las fugas de un cuarto de pulgada reclamarían 38.776 dólares de ese total. Considera el tamaño de tus fugas y aborda primero las mayores para maximizar tus ahorros.

Para evaluar el efecto de una fuga en un compresor de aire, puedes medir la carga de fuga de tu planta. Para ello, opera el compresor en modo carga/sin carga o en modo de arranque/parada. Anota el tiempo que tarda en cargar y descargar el compresor. Cargará o descargará según la demanda de aire impulsado por fugas en el sistema. Registra estos tiempos y compáralos con la capacidad del compresor.

Si T1 es tiempo de carga en minutos y T2 es tiempo de descarga en minutos, usa esta ecuación para encontrar tu porcentaje total de capacidad de aire desperdiciada por fugas de aire:

• Porcentaje total de fugas = [(T1*100)]/[(T1+T2)]

Apunta a un porcentaje de fugas inferior al 10%. Algunas instalaciones con sistemas mal mantenidos pueden alcanzar hasta el 50%.

Áreas comunes de problemas de fugas

Las fugas pueden ocurrir en toda una planta, desde la fuente de aire comprimido hasta las tuberías de distribución y el punto de uso. Aunque es importante prestar atención al sistema en su conjunto, algunas áreas merecen un poco más de cuidado. Algunos de los problemas más comunes de fugas incluyen:

• Válvulas de control y cierre
• Acoplamientos, conexiones, mangueras y tubos
• Relleno de bielas del cilindro
• Desconectas, especialmente si están desgastadas o les faltan juntas tóricas
• Filtros, lubricadores y reguladores
• Bridas
• Desagües con fugas o mal hechos
• Ventiladores abiertos
• Sifóns de condensado abiertos
• Juntas de tuberías
• Dispositivos de punto de uso
• Selladores de rosca
• Sellos o juntas desgastadas

Otro lugar común donde se pierde aire comprimido y que técnicamente no es una fuga es por mal uso. Si los empleados usan aire para un propósito para el que no estaba pensado, como un soplador para limpiar o para enfriar paneles o armarios de control eléctricos, crean otra fuente de pérdida de energía. Identificar estos usos alternativos y hacer que los empleados utilicen herramientas más eficientes y adecuadas para el trabajo. Estas herramientas pueden incluir boquillas diseñadas, diseñadas explícitamente para la tarea en cuestión, o unidades de refrigeración destinadas a cuadros eléctricos o armarios. Consumen menos energía y pueden ayudar a aliviar parte de la carga del sistema de compresores de aire. Además, asegúrate de que las herramientas estén bien mantenidas para que puedan utilizar la potencia aérea de forma eficaz.

Un área que puede ser difícil de identificar son los diafragmas. Los diafragmas existen dentro de varios componentes de un sistema de compresores de aire, y puede que necesites seguir un proceso de eliminación para averiguar qué piezas están fallando. Los diafragmas pueden agrietarse o desgastarse y pueden necesitar ser reemplazados. Se pueden encontrar en lugares como el regulador, los interruptores de presión y más.

Cómo arreglar un compresor de aire que tiene fugas

Una vez que encuentres una fuga, repararla rápidamente es el siguiente paso. Si tu fuga está en un lugar como la conexión de una manguera de aire, acoplamiento, sello, junta o válvulas de control o de cierre, podrías arreglar la fuga apretando la conexión. Apretar piezas es una de las formas más sencillas de arreglar fugas en compresores de aire. Por supuesto, no siempre es tan sencillo. Otras veces, la reparación de fugas es más complicada y costosa, especialmente si quieres evitar problemas en el futuro.

Las piezas de alta calidad son caras y, desafortunadamente, muchas empresas optan por piezas más baratas para ahorrar dinero. Vemos constantemente que las inversiones en piezas de mayor calidad, como conexiones, tubos, mangueras y válvulas, dan sus frutos a largo plazo. Estas piezas de alta calidad suelen tener menos fugas y menos tiempo de inactivación. Actualizar a piezas de calidad puede ayudar a reducir fugas de aire y otros problemas de mantenimiento en el futuro. Si necesitas cambiar piezas, mira si una mejora está dentro del presupuesto. Puede que te ahorre dinero y tiempo en el futuro.

Empieza revisando todo tu sistema y mira si puedes solucionar alguna fuga mediante:

• Estrechar conexiones: Cualquier cosa que pueda aflojarse es un lugar donde el aire puede filtrarse. Aprieta las conexiones y asegura cualquier componente suelto.
• Reparación o sustitución de piezas: Algunos componentes pueden ser reparables. Mira si puedes arreglar alguna pieza si el resto sigue en buen estado. Si una pieza es vieja, dañada o desgastada, puede ser mejor idea o necesaria reemplazarla.

Así es como puedes solucionar fugas en diferentes zonas de tu sistema de compresores de aire:

• Mangueras y tubos: Cambia la sección con fuga por una nueva y bien ajustada.
• Juntas tóricas y retenes de válvulas: Sustituye cualquier junta tórica desgastada o dañada y los sellos de válvula, y asegúrate de que todos suministren el aire saliente adecuadamente. Las piezas de goma pueden perder efectividad a medida que el tiempo, el calor y la presión pasan factura.
• Sujetadores: Internamente, el motor de un compresor de aire puede desestabilizarse si se aflojan los tornillos. Vigila estos sujetadores y aprieta cualquier pieza inestable o temblorosa.

De forma similar, algunas herramientas antiguas o mal mantenidas pueden ser fuente de fugas. Pueden tener conexiones más débiles o desgastarse por el uso, permitiendo más zonas donde se produzcan fugas de aire. Sustituirlos por modelos más nuevos y de alta calidad puede ofrecer un mejor rendimiento y menos fugas.

Cómo prevenir fugas en compresores de aire

Identificar y reparar fugas es el medio más evidente para reducir los costes del aire comprimido, pero también es la reducción menos permanente. En lugar de reparar continuamente las fugas, un enfoque más rentable sería tomar medidas preventivas. Dedicar tiempo a realizar tareas de mantenimiento sencillas puede ahorrarte mucho más tiempo al mantener las fugas a raya desde el principio. Las fugas generan más tiempo de inactividad y pueden implicar costes asociados con piezas nuevas o reparaciones.

Siguiendo un horario estricto y formando a fondo al personal, puedes evitar más fácilmente los costes asociados a fugas de aire y el mantenimiento de los compresores. Aquí tienes algunas de las cosas que puedes hacer para evitar fugas.

1. Elaborar un programa de mantenimiento

Crea un plan y cúmplelo. Asegúrate de que alguien realice regularmente una auditoría de fugas y tome los registros después. Por ejemplo, cualquier fuga encontrada debe estar etiquetada y registrada en tus registros o en el sistema de información de mantenimiento. Presta especial atención a cualquier área problemática o componente que pueda estar desgastándose.

Algunas plantas programan reparaciones de fugas conforme a su programa de mantenimiento de compresores de aire. Por ejemplo, imagina que tienes un mantenimiento trimestral programado para tu compresor de aire. Después, puedes visitar zonas de fugas pasadas e identificar y reparar nuevas fugas al mismo tiempo. Con el tiempo, seguirán apareciendo nuevas filtraciones y nuevos abusos, y es esencial identificarlas y abordarlas de forma constante.

Un buen enfoque de mantenimiento preventivo debe incluir:

• Identificación: Comprueba regularmente si hay fugas y encuentra su ubicación exacta. Esta comprobación también incluye etiquetar las fugas.
• Reparación: Repara las fugas a medida que aparecen con métodos suficientes que contribuyan a prevenir fugas en el futuro, como piezas de mayor calidad.
• Verificación: Prueba tu sistema y asegúrate de que las fugas han sido seguidas y reparadas.

2. Formación de empleados

Involucrar a los empleados es clave para identificar proactivamente nuevas fugas y mantenerse al día con las reparaciones de fugas en compresores de aire. Trabajan constantemente con y rodean las herramientas que podrían indicar fugas, por lo que son una de tus mejores fuentes para encontrar problemas. Informa a los empleados sobre el coste de las fugas de aire, para que compartan la misma preocupación que tú a la hora de identificar y reparar esas fugas. Desarrolla un sentido de responsabilidad a nivel de equipo que haga que todos sean conscientes de las filtraciones y los problemas que causan. Algunas instalaciones incorporan One Point Lessons sobre la identificación y la notificación de filtraciones como parte de sus actividades de inicio de turno. Otras sesiones de entrenamiento más detalladas también pueden ayudar.

Como en cualquier programa de gestión, necesitas comunicarte con frecuencia para implicar a los miembros de tu equipo. Considera incentivar a los empleados para que identifiquen y reporten filtraciones. Puedes involucrar a más personas y ayudar a mantener las mejoras que estás realizando. Las recompensas pueden incluir reconocimientos, premios o premios monetarios.

Mantenimiento de fugas del sistema de compresores de aire

El mantenimiento de fugas en compresores de aire requiere una vigilancia continua y continua. Las fugas pueden aparecer en cualquier lugar y en cualquier momento, por lo que tú y tus empleados debéis estar atentos a cualquier problema. Desarrollar un procedimiento de mantenimiento constante de fugas puede ayudar a tu instalación de muchas maneras. Puede:

• Reducir el tiempo de inactividad: Reparar fugas suele conllevar tiempos de inactividad, por lo que el mantenimiento preventivo puede ayudarte a evitarlas y evitar problemas más graves que puedan derivar de ellas.
• Mejorar la eficiencia: Cuando eliminas fugas, mejoras la eficiencia de tu sistema, lo que hace que las herramientas funcionen mejor al recibir la presión de aire adecuada. Puedes hacer las tareas más rápido o con más facilidad, mejorando también la productividad.
• Reducir los costes energéticos: En otra forma de eficiencia, un sistema en buen funcionamiento puede aprovechar de forma más adecuada toda la electricidad que consume. Como tu capacidad es más eficiente, tampoco necesitarás configurarla tan alta y puedes reducir el consumo allí. Minimizar la pérdida de aire no utilizado por fugas puede ahorrarte una cantidad significativa de dinero en los costes de la compañía.
• Ahorra dinero: Con menos tiempo de inactividad y menos reparaciones, tu sistema puede seguir funcionando, aumentando la generación de ingresos. Puede que no tengas que pagar por tantas reparaciones costosas y puedas reducir el tiempo que pasas con el compresor apagado mientras arreglas fugas.
• Añadir fiabilidad: En una instalación industrial, el tiempo de inactividad puede costarte miles. Con un programa de mantenimiento constante de fugas, mantienes tus máquinas funcionando de forma continua y puedes confiar en ellas más que en un sistema que se cierra constantemente. Puedes preocuparte menos por hacer reparaciones y más por hacer funcionar tu planta.

Además de desarrollar un programa continuo de mantenimiento de fugas, también puedes tomar medidas para preparar a tus empleados para el éxito. Proporcionales equipo de calidad que dure y que no se rompa cada pocas semanas. Además, las mejores herramientas probablemente serán más eficientes y pueden utilizar la potencia aérea para lograr mejores resultados. También podrías revisar el uso de la presión y asegurarte de que solo usas lo necesario. Presiones excesivamente altas pueden desgastar tus componentes más rápido, así que usa solo lo necesario para prolongar la vida útil de tu sistema.

Una cosa importante a recordar es que un buen programa de mejora de procesos implica personas conocedoras, enfoques efectivos y herramientas adecuadas para alcanzar su objetivo. Además, requiere más que una reparación puntual: la prevención y reparación de fugas tendrá que realizarse con regularidad.

Se requiere un esfuerzo total de equipo para impulsar y mantener estas mejoras en los procesos. Informa a tus empleados de la planta sobre por qué es fundamental abordar las fugas de aire y asegúrate de que el mantenimiento de los compresores esté actualizado. Muéstrales cómo reparar y prevenir fugas de aire, y dales las herramientas adecuadas para detectar, reparar y gestionar las fugas de forma eficiente. Obtendrás más que solo ahorros económicos. También desarrollarás una cultura más responsable y una moral centrada en el equipo entre tus empleados.

Cómo controlar fugas en compresores de aire

Aunque reparar fugas es una buena solución a corto plazo, las reparaciones pueden ser solo temporales, ya que el problema suele volver en pocas semanas. Cuando se reparan las fugas, la presión que antes se escapaba ahora se contiene. Sin embargo, esto puede provocar un aumento del flujo a través de fugas más pequeñas que antes podían ser indetectables.

Como la presión ha aumentado por las reparaciones de fugas más grandes, el aire puede escapar a un ritmo acelerado a través de estas fugas más pequeñas. Como resultado, estas pequeñas fugas empeoran e incluso pueden agrandarse, lo que finalmente provoca que el sistema de aire comprimido necesite reparaciones nuevamente. En otras palabras, las reparaciones pueden crear un círculo vicioso que constantemente requiere grandes reparaciones.

Controladores de flujo de aire

La solución a largo plazo a estos problemas requiere controlar la presión de demanda con una resolución extraordinaria para que la disminución de la carga de fuga no provoque aumentos en la presión localizada. Actualmente, el único dispositivo o herramienta disponible para resolver este problema es un controlador de flujo de aire.

Un controlador de flujo de aire utiliza un control preciso de una válvula de control diferencial muy baja para expandir el aire desde la presión de suministro hasta la presión de menor demanda sin una pérdida detectable de energía. La presión constante se consigue controlando el flujo para igualar continuamente la demanda de aire. Los controladores de flujo de aire típicos utilizan válvulas electrónicas controladas por PID con un circuito de derivación manual.

Los controladores de flujo de aire funcionan separando el lado de oferta del sistema del lado de la demanda. Los controladores de flujo permiten que el sistema mantenga una presión más alta en el lado de la oferta, creando un almacenamiento efectivo que el expansor puede utilizar para responder a cambios en la demanda. Esta respuesta puede ocurrir en fracciones de segundo, lo que significa que los aumentos de demanda pueden cubrirse sin necesidad de potencia adicional.

Una vez que el sistema esté controlado con la ayuda del controlador de flujo de aire, la velocidad de crecimiento de la fuga se limitará al máximo. En general, el objetivo es minimizar los costes de mano de obra para reparar las fugas y maximizar la reducción de la potencia del compresor online.

Al crear un sistema controlado exitoso, ten en cuenta lo siguiente:

• La demanda máxima y mínima del sistema
• El tamaño de los eventos de mayor demanda
• La tasa de decaimiento tras la falla del compresor más grande
• La capacitancia tanto de los sistemas de demanda como de oferta
• El tiempo de transmisión más largo de grandes eventos

Desafortunadamente, las fugas son inevitables en un sistema de aire comprimido. Aunque el coste de mantener fugas en un sistema hace que un programa de gestión de fugas parezca atractivo, los esfuerzos para reparar o controlar el nivel de fugas pueden en realidad aumentar la tasa de recurrencia. Afortunadamente, la aplicación adecuada de controles del sistema, como un controlador de flujo, puede hacer que el control de fugas sea un esfuerzo manejable y económicamente atractivo.

Compresores de aire y piezas que duran de Quincy Compressor

La prevención de fugas no es tarea sencilla. Requiere un enfoque continuo y continuo del mantenimiento que involucre a los empleados de todos los niveles. Todo ese trabajo merece la pena, si consideras cuánto pueden costarte estas fugas. Con pérdidas de eficiencia que pueden alcanzar la mitad de tu demanda de aire, minimizar las fugas es esencial para tu productividad, tus capacidades y tus resultados económicos.

Hemos mencionado cuánto pueden ayudar piezas de alta calidad, como los controladores de flujo de aire. Requieren menos mantenimiento, pueden durar más y ofrecen mejores rendimientos. Quincy Compressor es tu fuente de piezas y equipos de repuesto que durarán años. Con una variedad de planes de servicio y sistemas de compresores de aire de alta gama, todo tipo de instalaciones recurren a Quincy Compressor para sus necesidades de energía aérea. Si encuentras una fuga de aire y necesitas reemplazar una pieza o incluso todo el sistema, podemos ayudarte. Busca tu ubicación más cercana para contactar con un representante y obtener más información.

Última actualización el 15 de junio de 2023 a las 15:20