Evaluación del coste real de una interrupción del suministro de aire comprimido

A menudo se habla del aire comprimido como la cuarta utilidad de la industria. Sin embargo, a pesar de su importancia en una amplia gama de procesos industriales, muchas personas lo malinterpretan, incluidas las que utilizan directamente los compresores.

Dependiendo del tipo de instalación, los compresores de aire pueden 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 actuadores que ponen en movimiento las máquinas automatizadas. El aire comprimido también puede influir en la calidad de los productos. En las instalaciones biogenéticas, por ejemplo, cantidades incalculables de investigación podrían echarse a perder si el aire controlado se vaporiza en exceso.

Independientemente del tamaño o la finalidad de su compresor de aire, es fundamental que comprenda cómo funcionan los mecanismos para poder detectar los problemas de rendimiento que podrían ocasionar problemas costosos. De este modo, estará mejor preparado para evaluar el alcance y el coste de una interrupción del suministro de aire comprimido, como una fuga en el sistema.

Fugas en el sistema de aire comprimido

Las fugas de aire, además de consumir mucha energía, pueden tener un efecto perjudicial en el entorno de trabajo. Si se permite que una cantidad excesiva de aire presurizado se filtre y congestione en presencia de sus trabajadores, la situación podría ser insalubre para cualquiera que trabaje cerca del compresor o compresores de aire.

En la mayoría de las grandes instalaciones se suelen utilizar ordenadores para controlar el rendimiento de los compresores de aire. Sin embargo, este método no es fiable para controlar todos los posibles problemas que puedan surgir en un momento dado. Por ejemplo, si se rompe un diafragma en una de las válvulas de control, el problema no sería gestionable desde el departamento informático de un edificio o una fábrica.

Si opera una de estas instalaciones, recuerde que es crucial realizar inspecciones de fugas sobre 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 los conocimientos adecuados, evaluar el coste de una interrupción de aire comprimido es fácil de hacer y útil de dominar.

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

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

Mientras el compresor trabaja para convertir el aire entrante en potencia de aire a presión, los componentes internos generan grandes cantidades de calor, que a su vez consume la mayor parte de la energía que alimenta todo el conjunto de procesos. En consecuencia, la energía que se traduce en potencia de aire a presión sólo 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 a presión que se produce nunca llega a una de las aplicaciones finales. Por término medio, una cuarta parte del aire comprimido que produce su máquina acabará escapándose por las rendijas del sistema. En el peor de los casos, sólo una quinta parte del aire comprimido llegará 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 se hace funcionar un compresor de aire a plena carga a 100 psi, la máquina utilizará entre 17 kW y 22 kW por cada 100 cfm. Si traducimos los kilovatios a monedas de diez céntimos, cada hora de uso del compresor de aire equivaldría a entre 1,70 y 2,20 dólares en costes de funcionamiento. Con estas cifras, el coste de funcionamiento del compresor se situaría entre 14.900 y 19.300 dólares si se utiliza la máquina durante todo el año, 24 horas al día, 7 días a la semana. Además, estas estimaciones no tienen en cuenta los gastos adicionales de mantenimiento del compresor, piezas nuevas y otros costes relacionados.

Los costes asociados al funcionamiento de un compresor de aire aumentarán aún más si el cociente de fugas de su máquina supera el típico 25%. Por ejemplo, si el 30% del aire presurizado se escapa del sistema por cada 100 cfm, sus costes de funcionamiento podrían ascender a 25.000 dólares al año si hace funcionar la máquina sin parar, 24 horas al día, 7 días a la semana.

Es cierto que estas cifras de costes se reducirían significativamente si hiciera funcionar su compresor de aire a intervalos más selectos, como 12 horas al día, cinco días a la semana. Aun así, los elevados costes en los que podría incurrir fácilmente debido a la pérdida de aire y la ineficacia de su compresor de aire ponen de manifiesto las consecuencias de las fugas en un sistema de aire comprimido.

En las instalaciones pequeñas, el impacto financiero de las fugas de aire puede ser especialmente perjudicial debido a las limitaciones del presupuesto operativo. Si fabrica productos en pequeñas cantidades para un mercado selecto, sabrá que es crucial maximizar la eficiencia de su compresor de aire porque al hacerlo optimizará la productividad y aumentará su cuenta de resultados. Por lo tanto, es esencial realizar una auditoría de aire comprimido para aclarar el nivel de rendimiento de su sistema en su estado actual.

En las instalaciones más grandes, a menudo se utilizan varios compresores simultáneamente para una serie de aplicaciones de gran potencia. En las fábricas que no se han sometido a auditorías de pérdidas por fugas, una auditoría puede acabar descubriendo una serie de prácticas derrochadoras. Además de reducir costes y aumentar los beneficios, los ingenieros de las grandes instalaciones descubren a veces que el segundo o tercer compresor de aire -comprado originalmente como fuente de reserva- puede desconectarse una vez reparadas las fugas en la unidad principal y sus accesorios.

¿Merece la pena reparar las fugas de aire comprimido?

Si utiliza un compresor de aire para uso industrial o personal, podría pensar que los costes se reducen estrictamente a la energía necesaria para alimentar la máquina. La verdad es que el aire a presión que sale de la máquina es dinero en sí mismo. Por cada 1 CV de aire a presión que su compresor envía a una aplicación final, se necesitan 8 CV de electricidad para hacerlo posible.

Si sus operaciones dependen principalmente del aire comprimido, la energía utilizada por sus procesos neumáticos podría representar fácilmente la mayor parte de su consumo energético. Si no dispone de un sistema eficaz para gestionar las fugas, la pérdida de aire a presión podría reducir su productividad a la mitad. Las plantas que no instituyen una gestión antifugas suelen perder entre el 30 y el 50% de su producción de aire comprimido.

¿Estoy perdiendo dinero reparando fugas de aire comprimido?

Si se pregunta si merece la pena reparar las fugas de aire comprimido, considere las posibles consecuencias de no disponer de un sistema de mantenimiento. Un compresor de aire que rinde 200 CV suele perder 60 CV por fugas de aire. Si traducimos los kWh perdidos a céntimos de euro, 44.000 dólares de su factura energética anual se los tragan las fugas de aire.

Para ahorrar lo suficiente con el mantenimiento de los compresores de aire, debe asegurarse de que el tiempo, el dinero y el trabajo invertidos son prudentes para el problema en cuestión. Por ejemplo, si su compresor pierde una cuarta parte de cada suministro de aire a presión, podría obtener un ahorro significativo siempre que mantenga los costes de mantenimiento bajos y proporcionales a la magnitud del problema. Si invierte más de 20.000 dólares con la esperanza de multiplicar por 10 el ahorro en los 12 meses siguientes, es probable que se quede corto.

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

Tanto si utiliza un compresor de aire independiente como un conjunto de compresores de aire, la maquinaria en cuestión consta de varios componentes que son fundamentales para el rendimiento general. Aunque podría simplemente comprar un compresor más nuevo con una capacidad de rendimiento y unas características óptimas, también podría ahorrar dinero y optimizar su máquina actual con un mantenimiento rutinario y periódico. Los siguientes pasos pueden ayudarle a aumentar la eficiencia de su compresor de aire.

1. Realice inspecciones periódicas del sistema

Debe inspeccionar su compresor de aire con regularidad para detectar problemas de funcionamiento que puedan indicar una fuga de aire. Si gestiona una instalación grande, todas las personas que dirigen el departamento de compresores de aire deben tener protocolos a seguir en relación con el mantenimiento del sistema. Los componentes más críticos de un compresor de aire incluyen el motor, los ventiladores, las rejillas de ventilación y los conectores, que deben inspeccionarse periódicamente para garantizar que funcionan de acuerdo con las especificaciones del fabricante.

En lo que respecta a la cuestión de las fugas, también deben inspeccionarse periódicamente diversos componentes no críticos. Estas piezas incluyen las mangueras, los conectores roscados, las válvulas de control y los acoplamientos. Si se producen fugas en cualquiera de estas piezas, el problema podría afectar a la calidad del producto, así como a la eficacia del sistema.

2. Solicite una auditoría en sus instalaciones

Para evaluar correctamente la eficiencia de su compresor de aire, debería encargar una auditoría del sistema a un tercero cualificado. De este modo, podrá conocer el rendimiento del sistema en varios niveles y comparar las cifras con las de sistemas similares de otras instalaciones.

Lo ideal sería realizar una auditoría cada dos años. En las fábricas, las auditorías a veces descubren pérdidas diarias por fugas que se traducen en sumas de tres cifras. Si es capaz de aislar el origen de sus fugas y reducir las pérdidas en el futuro, podría ahorrar dinero y aumentar los beneficios de las siguientes maneras:

• Reducir el consumo de energía
• Aumentar la productividad
• Reducir la tensión del sistema
• Apague el compresor adicional

Con los resultados de una auditoría, puede utilizar la información para señalar los puntos fuertes y débiles del sistema. Si el motor y los compartimentos de presión funcionan según lo previsto pero las herramientas no generan suficiente potencia de aire, es probable que el problema se encuentre en las herramientas o en las mangueras. Si ocurre lo contrario, tendrá que examinar el compresor en busca de problemas de rendimiento.

3. Adquiera un detector de fugas por ultrasonidos

Con un detector de fugas por ultrasonidos, puede detectar fácilmente las fugas más pequeñas que aparecen en su sistema de aire comprimido. Tanto si la fuga se produce en el propio compresor como a lo largo de uno de los accesorios, el detector puede localizar el origen de la fuga y proporcionar información sobre la intensidad y magnitud del problema de fuga.

En los sistemas pequeños, las fugas de aire suelen identificarse con el uso de instrumentos de ultrasonidos, que pueden detectar la presencia de fugas de aire en lugares de difícil acceso. Con los ultrasonidos, se puede localizar con precisión la ubicación de pequeñas fugas y también determinar el tamaño y la causa del problema.

Después de comprar un detector de fugas, enseñe a utilizarlo a todas las personas que trabajen con el compresor. El detector debe utilizarse con regularidad para identificar los problemas que puedan surgir a lo largo de una semana de trabajo. Una detección precoz le permitirá aislar y corregir las fugas antes de que se le escapen de las manos y provoquen problemas más costosos.

Si una fuga se agranda, podría resultar fácilmente audible para cualquiera que se encuentre en la planta de la fábrica o en la sala que contiene el compresor y sus principales accesorios. En casos como éste, a menudo ni siquiera es necesario un equipo ultrasónico, ya que la fuga suele ser obvia para cualquiera que trabaje cerca del sistema de aire.

4. Sustituir tuberías desgastadas o dañadas

En un sistema grande, las fugas pueden ser difíciles de evaluar si aparecen en partes inaccesibles de las tuberías. Las tuberías suelen estar organizadas de tal manera que resulta difícil llegar a ellas y examinarlas. El problema es que algunas de las mayores fugas pueden producirse en estos puntos de difícil acceso a lo largo de las tuberías.

Las tuberías y puntos de conexión que componen un sistema de aire comprimido se asemejan a una cadena alimentaria porque cada eslabón debe conectarse sin falta con el siguiente, de lo contrario el sistema se irá deshaciendo poco a poco. La comparación es especialmente válida en sistemas en los que tramos de las tuberías se extienden al exterior. Si alguna de sus tuberías de aire está situada en el exterior, puede estar expuesta a temperaturas bajo cero en invierno. Cuando las tuberías se congelan, la goma puede agrietarse y exponer el sistema a fugas.

5. Vaciar los desagües

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

En un proceso como la pintura, la niebla puede provocar burbujas, corridas y manchas en la superficie de un objeto determinado. Si utiliza su compresor para pintar objetos ensamblados en masa en fila india a lo largo de una cinta transportadora, podría acabar teniendo que rehacer el proceso de forma costosa si se produce un problema de humedad. Al vaciar los desagües, puede evitar tales interrupciones y mejorar la calidad del rendimiento de su compresor.

En los sistemas pequeños, suele bastar con un drenaje manual para extraer la humedad. Para los sistemas industriales más grandes, los drenajes automáticos suelen estar integrados en el arsenal del compresor. Estos drenajes suelen estar situados debajo de las tuberías y a menudo son de difícil acceso durante el mantenimiento. Sin embargo, los drenajes deben ser examinados durante las inspecciones del sistema debido al potencial de fugas en esta parte del sistema.

6. Sustituir las correas

Las correas de su compresor de aire deben revisarse semestralmente para comprobar su calidad. Es crucial que las correas tengan la tensión adecuada y no estén agrietadas ni melladas. Si las correas no se sustituyen cuando es necesario, el compresor puede sufrir tensiones. En el peor de los casos, una correa podría romperse y desencadenar una costosa cadena de daños.

Cuando inspeccione la correa, asegúrese de que tiene el tirón y la tensión adecuados. Compruebe si los bordes están mates, secos o agrietados. Si observa algún problema de este tipo, sustituya la correa antes de reactivar el compresor.

7. Compruebe los ventiladores

Los ventiladores de un compresor de aire son esenciales para el funcionamiento del motor y de todas las piezas móviles internas. Sin el ventilador, el motor podría sobrecalentarse fácilmente y provocar el apagado de la máquina sin previo aviso. Los ventiladores deben inspeccionarse trimestralmente y limpiarse si es necesario. Si las aspas se llenan de polvo, límpielas con un cepillo. Si las aspas de un ventilador se desafilan o se agrietan, cámbielo por otro de repuesto.

8. Comprobar las válvulas

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

9. Inspeccionar las herramientas

En algunos casos, las interrupciones de aire proceden del exterior del compresor. Si sus aplicaciones neumáticas y procesos accionados por aire son menos eficaces que antes, inspeccione las herramientas en busca de obstrucciones. Asegúrese de que las boquillas están limpias y libres de suciedad y residuos. Además, asegúrese de que cada herramienta esté bien conectada a su manguera correspondiente.

Compruebe si hay fugas o dobleces en las mangueras. Si las mangueras se extienden a lo largo de grandes distancias, compruebe que no tengan cortes ni agujeros. Si es posible, enjabona las mangueras con agua jabonosa y pon en marcha el compresor de aire a plena potencia. Si las burbujas estallan en algún punto, es probable que haya detectado una fuga de aire.

10. Cambiar la ubicación

Si su compresor está situado en una zona demasiado calurosa o húmeda, es probable que los mecanismos internos soporten una mayor tensión al realizar funciones básicas. Un entorno húmedo hará que el motor se caliente aún más de lo que lo haría a temperaturas normales. Cuando el motor se calienta, las piezas de la máquina pueden desgastarse más fácilmente.

Con el tiempo, el calor del sistema puede hacer que el aceite o la lubricación pierdan su viscosidad. Una vez que esto sucede, se produce fricción entre las piezas metálicas, causando aún más tensión en el sistema. A medida que se desarrollan estos problemas, su compresor trabajará más y consumirá más energía, pero seguirá sin generar la productividad suficiente.

11. Apagar el sistema cuando no se utiliza

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

A menos que ponga en marcha un conjunto de procesos accionados por aire las 24 horas del día, los 7 días de la semana, el compresor debería estar completamente apagado durante las horas de descanso. Los fines de semana, puede ahorrar aún más energía desenchufando el compresor de su fuente de alimentación. Incluso cuando una máquina está apagada, puede seguir consumiendo energía mientras el cable de alimentación esté conectado a una toma de corriente.

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