18 formas de reducir sus costes de aire comprimido

Publicado el: 2 de agosto de 2023


Los compresores de aire utilizan volúmenes considerables de energía durante un ciclo de trabajo típico. Cuando se suman todos los gastos de funcionamiento de una instalación, cualquier ahorro puede ayudarle a mejorar su cuenta de resultados. En el caso de los compresores de aire, el ahorro se reduce a la eficiencia, que depende de un régimen de mantenimiento constante. Las siguientes 18 formas de reducir los costes de aire comprimido pueden ayudarle a aumentar su productividad, incrementar sus ingresos y evitar costosas reparaciones y paradas del sistema.

1. Apague su compresor de aire

Apague los compresores de aire

Una de las formas más sencillas de reducir los costes de aire comprimido es simplemente apagar el compresor durante las horas en que no lo necesita para ninguna de sus aplicaciones. Para mucha gente, esto puede parecer un anti-consejo. Después de todo, este artículo trata sobre cómo reducir los costes de aire comprimido y ser productivo con el aire presurizado. ¿Cómo le ayudaría apagar el compresor a lograr ese objetivo? La cuestión es que mucha gente mantiene sus compresores de aire al ralentí durante las horas de descanso, sin darse cuenta de que esto supone un gasto de energía.

Piénsalo así. Una semana natural consta de 168 horas. A menos que utilice su compresor para procesos que funcionen sin parar, 24 horas al día, 7 días a la semana, no hay razón para tener su compresor funcionando cada hora durante todo el día. Si sólo utiliza el compresor durante ocho, 10 o 12 horas al día, cinco días a la semana, sólo necesitará tener el compresor encendido entre 40 y 60 horas en una semana determinada. Al reducir las horas de uso a una semana laboral típica, podría reducir su consumo de energía en dos tercios y ver un ahorro significativo en sus facturas de energía posteriores.

2. Reparar las fugas existentes

Para ahorrar dinero en costes de aire comprimido, es crucial eliminar las fugas de aire en la medida de lo posible. En los compresores de aire cuatro quintas partes de la energía consumida en un ciclo determinado se convierte en calor, y sólo el 19% restante produce potencia de aire. Cuando las fugas y otros problemas de rendimiento afectan al compresor, la eficiencia global cae incluso por debajo de esa quinta parte. Por tanto, es esencial inspeccionar periódicamente el sistema de aire comprimido en busca de fugas y realizar tareas de mantenimiento cuando sea necesario.

La mayoría de las fugas son difíciles de detectar porque están situadas en lugares de difícil acceso o porque la rotura no es lo suficientemente grande como para ser audible a distancia. Dependiendo del alcance y la magnitud de sus operaciones, los costes asociados a las fugas de aire podrían ascender a cuatro o cinco cifras cada año. La forma más eficaz de reducir las fugas es utilizar un detector de fugas por ultrasonidos, que puede detectar algunas de las fugas más pequeñas y débiles. Con un detector de fugas, puede detectar y remediar las fugas en sus etapas de formación antes de que se expandan y conduzcan a problemas más costosos.

3. Detener la formación de nuevas fugas

Detener la formación de nuevas fugas

Para lograr una reducción constante de los costes energéticos del compresor, debe realizar un mantenimiento preventivo antifugas con regularidad. Durante cada inspección, no deje ninguna piedra sin remover en sus esfuerzos por prevenir la formación de fugas. Cuando se trata de detener las fugas, debe examinar varias partes del sistema, tanto por dentro como por fuera, porque varios problemas pueden dar lugar a nuevas fugas.

El primer lugar que hay que comprobar son las tuberías, que podrían ser vulnerables a las grietas si se permite que los elementos corrosivos se depositen a lo largo de una determinada tubería o en cualquiera de los puntos de conexión. Si detecta partículas de polvo o lodo alrededor de las tuberías, limpie estos puntos tan a fondo como sea posible. Para mantener cada superficie en condiciones óptimas, debe mantener cada tubería limpia y seca.

Durante estas inspecciones, compruebe los filtros y los desagües para asegurarse de que no se acumula polvo ni agua dentro del sistema. Cuando la niebla y la suciedad quedan atrapadas dentro del compresor y se depositan en diversas piezas internas, la mugre corrosiva puede arraigar y provocar óxido, fugas y tensión en el sistema.

4. Bajar la presión del aire

Incluso cuando su sistema está libre de fugas y suciedad, puede recortar aún más los costes de aire comprimido reduciendo la presión a los niveles necesarios para una operación determinada. En muchas instalaciones, los niveles de presión se ajustan a los umbrales máximos para adaptarse a las aplicaciones de mayor presión. El problema es que estas herramientas y aplicaciones de alta presión pueden representar sólo una fracción del arsenal de aire comprimido.

El sistema crea contrapresión, contra la que el compresor debe bombear, y cuando el compresor suministra más aire del que requiere la demanda, la presión aumenta. Cualquier cosa que fuerce la presión por encima de lo necesario crea un derroche de energía que puede ser exponencial: los principales responsables son la demanda artificial y el tamaño del compresor.

El aumento de la presión incrementa la demanda de aire de todos los usuarios no regulados, creando una demanda artificial. La demanda artificial puede suponer fácilmente 100 pies cúbicos estándar por minuto (scfm) adicionales de demanda u otros 25 CV. Si el aumento de la demanda requiere un compresor adicional, el aumento de potencia será desproporcionado. Si el compresor de reserva tuviera 200 CV, la potencia en línea probablemente aumentaría en 100 CV o más.

Alrededor del 25%-30% de la potencia de la mayoría de los sistemas se origina en una presión innecesariamente alta. Identificar y corregir las aplicaciones que provocan una mayor presión en el sistema le permite apagar los compresores o cambiar la configuración. Si sólo utiliza herramientas de alta presión a tiempo parcial, considere la posibilidad de separar esas herramientas del resto de su equipo. De este modo, podría hacer funcionar su compresor a media presión y ahorrar energía durante la mayor parte de sus horas de trabajo y sólo aumentar la presión cuando sea necesario.

Si opera una instalación grande con varios compresores, designe cada máquina para diferentes niveles de presión. Por ejemplo, si tiene una serie de aplicaciones de baja o media presión y sólo una o dos que requieren alta presión, podría ahorrar energía trasladando estas últimas aplicaciones a un segundo compresor designado específicamente para dichas herramientas.

5. Inspeccione los desagües y cámbielos si es necesario

Mientras que los drenajes de condensado realizan una tarea esencial para su compresor de aire, la característica en sí misma podría ser un gran drenaje en su sistema si funciona mal sin que nadie lo note. En los compresores de aire con drenajes temporizados, la válvula de drenaje se abrirá automáticamente cada vez que el temporizador se apague. Si la máquina está inactiva cuando esto ocurre, el drenaje del temporizador pondrá en marcha el motor durante un breve periodo de tiempo. En consecuencia, el drenaje podría a menudo infligir un desgaste excesivo en su sistema, sólo para que el proceso de drenaje pueda ocurrir de acuerdo con el programa.
Inspeccionar los desagües, sustituirlos si es necesario

Podrían surgir más problemas si el drenaje del temporizador se atasca en la posición abierta. Dependiendo de la ubicación de su compresor de aire y del programa de mantenimiento de su personal, una puerta de drenaje abierta podría pasar desapercibida durante varias semanas o meses. Durante todo ese tiempo, el aire comprimido se escapará inevitablemente del sistema.

Para evitar este problema, utilice un drenaje de pérdida cero. De este modo, su sistema no será vulnerable a la pérdida de aire cada vez que drene el sistema. Al invertir en un drenaje de pérdida cero, puede ahorrar a largo plazo al evitar la pérdida de aire y los costes de mantenimiento que se acumulan con el tiempo debido a los problemas asociados a los drenajes con temporizador.

6. Reconsiderar la configuración de las tuberías

Reconsiderar la configuración de las tuberías

Las tuberías de su sistema de aire deben ser lo suficientemente anchas para permitir un flujo óptimo y reducir la caída de presión. Al mismo tiempo, las tuberías deben recorrer la menor distancia posible para reducir la longitud del flujo, ya que un flujo largo aumenta la posibilidad de caída de presión. Con tuberías más anchas, se puede reducir la caída de presión a la mitad porque el aire puede viajar más rápido y mantener su presión original.

La caída de presión puede aumentar cuando el recorrido es largo y complicado. Cuanto más largo sea el recorrido de cada flujo, mayor será la caída de presión cuando el aire llegue a su destino final. Si las tuberías se modifican de forma que se duplique el caudal, la caída de presión podría multiplicarse por cuatro. En consecuencia, sus procesos neumáticos se debilitarían y el sistema en general sería menos eficiente debido a la estrechez y longitud de las tuberías.

En los últimos años, las tuberías han cambiado en los nuevos sistemas de aire comprimido. Si su tubería actual se utilizó hace años en un compresor más pequeño, considere una nueva disposición. Si sus tuberías son más pequeñas que las salidas de su compresor, cambie a un nuevo juego de tuberías de mayor diámetro. En lugar de complicar las cosas, disponga sus tuberías de manera que el flujo sea amplio y lo más corto posible.

7. Limpie los filtros y sustitúyalos cuando sea necesario

Para reducir aún más los costes de funcionamiento del aire comprimido, limpie los filtros de todo el sistema con regularidad. En cada unidad, los filtros desempeñan un papel fundamental en el proceso del sistema al capturar el polvo y la suciedad del aire entrante. De este modo, el aire ambiente está libre de partículas ligadas al aire en el momento en que entra en las cámaras de presurización. Sin los filtros, el aire presurizado estaría probablemente contaminado y sería mucho menos eficaz para las aplicaciones neumáticas. Además, el polvo y la suciedad se filtrarían a través del compresor de aire y se acumularían en diversas piezas internas.

Dependiendo del volumen y la frecuencia de sus operaciones, cada filtro debe limpiarse semanal o mensualmente. Asegúrese de eliminar toda la suciedad antes de poner en marcha el compresor. Además, limpie cualquier filtro secundario, como los filtros de línea de aire o de punto de uso situados fuera de la sala de compresores o lejos de las unidades reales. Cuando un filtro parezca desgastado o sucio con residuos, cambie el filtro por uno de repuesto.

8. Recuperar el calor

Hay formas de reducir los costes de aire comprimido y también de aprovechar el calor que su compresor genera durante su funcionamiento. La mayor parte de la energía que alimenta su compresor se convierte finalmente en calor, mientras que una parte relativamente pequeña se traduce en aire comprimido. Sin embargo, la energía que se convierte en calor puede recuperarse y destinarse a diferentes usos.

Para aprovechar el calor que emite su compresor de aire, equipe su sistema con accesorios diseñados para convertir el calor para otros fines. Con una unidad refrigerada por agua, puede utilizar el calor para producir agua caliente, que podría utilizarse para otros fines dentro de sus instalaciones. Si tiene una unidad refrigerada por radiador, puede convertir el calor en calor ambiental, que podría dirigirse a las partes de su instalación que necesitan calor durante determinadas épocas del año.

En cualquier caso, tenga cuidado con los problemas de calentamiento en los meses de verano. Si un compresor de aire se calienta demasiado, la lubricación de las piezas internas podría perder su viscosidad y provocar corrosión.

9. Realizar y programar el mantenimiento

Cuando se trata del funcionamiento de su sistema, una cosa es cierta: el mantenimiento supone un ahorro en los costes de funcionamiento del aire comprimido. Para maximizar las funciones de su compresor de aire, debe inspeccionar la unidad por fuera y por dentro periódicamente. Además de las tuberías y los filtros, debe inspeccionar regularmente los ventiladores del motor, la bandeja de goteo, la correa y la lubricación.

Los ventiladores de su compresor de aire desempeñan una función crucial al reducir el calor dentro de su unidad. Para que los ventiladores funcionen a pleno rendimiento, compruebe si las aspas están sucias o tienen pelusa. Si una de las aspas está desafilada o agrietada, cámbiela por una nueva.

Cada vez que abra el compresor de aire, inspeccione la correa para asegurarse de que tiene la flexión adecuada para funcionar correctamente. Dé un ligero tirón a la correa para comprobar su elasticidad y pase el dedo por el lateral para ver si hay signos de grietas o embotamiento. Cuando compruebe la lubricación, asegúrese de que tiene el color y la viscosidad adecuados. Si la máquina ha estado excesivamente caliente, la lubricación podría derretirse y dejar las partes internas vulnerables a la molienda y el óxido.

10. Identificar y eliminar los usos derrochadores del aire comprimido

Un ingeniero que sabe cómo ahorrar en los costes de aire comprimido trabajará para eliminar los usos derrochadores del aire presurizado. Independientemente del tamaño de sus instalaciones, es crucial conocer los requisitos de presurización para las aplicaciones en cuestión y la cantidad de energía necesaria para hacerlo posible. De lo contrario, los usos extraños de la energía podrían mermar su margen de beneficios.

En algunos casos, varios actos menores de uso de aire comprimido pueden suponer un despilfarro. Por ejemplo, si el personal de la fábrica utiliza sopladores neumáticos para quitar el polvo de las mesas y las estanterías, se está consumiendo energía para una función que podría realizarse fácilmente con cepillos manuales.

En otros casos, el uso de aire comprimido de forma extraña puede convertirse rápidamente en un hábito costoso. Por ejemplo, si se utilizan sopladores de aire para refrigerar el interior de una instalación industrial, podría enfrentarse a unos costes energéticos elevados por una función que se conseguiría mucho mejor con ventiladores o un sistema de aire acondicionado.

11. Reconocer las pérdidas de presión

Averigüe qué aplicaciones son más sensibles a las fluctuaciones de presión. Si una aplicación de aire comprimido no funciona correctamente, suele ajustarse la disposición de funcionamiento del compresor o la presión. Este enfoque de "normas mínimas aceptables" no examina el proceso para determinar qué puede haber cambiado, sino que compensa todos los problemas con un aumento de la presión del sistema.

Puede aumentar la presión en el artículo por:

  • Aumentar la presión del sistema: Es la opción más sencilla, pero la más cara. Cada aumento de 1 libra por pulgada cuadrada (psi) en la presión del sistema aumenta la potencia necesaria del compresor en línea en un 0,5%. Así, si se utiliza un sistema de 500 CV y se aumenta la presión del cabezal en 10 psi para resolver un problema de aplicación, se espera un aumento del 5% o 25 CV.
  • Disminución de las pérdidas de presión: Esto implica analizar las pérdidas de presión y reducir las pérdidas entre los compresores y la presión del artículo. Por lo general, hay más de 30 psi de pérdida de presión desde la presión del cabezal hasta la presión fiable del artículo, una parte de la cual está relacionada con una capacitancia inadecuada.

12. Localizar la pérdida de carga

Un instrumento preciso de medición de la presión delta medirá la caída de presión en una aplicación intermitente. La observación del manómetro del regulador da una idea general de la presión delta.

La diferencia entre el valor de consigna estático del regulador y la presión estable cuando la aplicación está fluyendo se aproximará a la pérdida de presión. Los resultados suelen indicar que los componentes del punto de uso, como el filtro, el regulador y el lubricador (FRL) y las mangueras finales, reducirán fácil y significativamente las pérdidas de presión.

La pérdida de presión de estos componentes puede ser de hasta 25-30 psi. Se trata de una pérdida por fricción real debida a la resistencia al flujo y, por tanto, depende de la presión, la temperatura y el caudal de la aplicación. Sin embargo, estos componentes se dimensionan normalmente para que coincidan con la tubería de conexión y no se seleccionan en función de la pérdida de presión aceptable.

Por ejemplo, a 90 libras por pulgada cuadrada manométrica (psig) y 40 scfm, un FRL estándar de ½ pulgada causa más de 18 psi de pérdida de presión. En una aplicación que determine la presión de funcionamiento del sistema, se justifica un enfoque diferente. Existen componentes de mayor calidad en el mismo tamaño nominal con deltas de diseño inferiores.

Standard components can be oversized by one or two nominal sizes to achieve a similar result. Designing a total point-of-use component pressure loss of <6 pounds per square inch differential (psid), allowing filter dirt loading to increase the delta to 10 psid, is recommended.

13. Realizar un análisis del caudal

El análisis debe basarse en el caudal y no en el consumo medio. El caudal es el volumen necesario en un periodo determinado, corregido a scfm. Si un dispositivo utiliza 4 pies cúbicos estándar en seis segundos una vez por minuto, el consumo medio sería de cuatro scfm, y podría instalar incorrectamente componentes de ½ pulgada esperando una pérdida de presión mínima.

Sin embargo, el caudal aquí se calcula como (4 scf x 60 s / 6 s = 40 scfm) y generará la pérdida de presión de >18 psi comentada anteriormente. Para obtener este caudal de un fabricante de equipos neumáticos, haga preguntas específicas: siempre indicarán el consumo medio y no el caudal más alto en un momento determinado.

La reducción de las pérdidas de presión permite una presión de funcionamiento más razonable y la reducción de la potencia del compresor en línea. Como el almacenamiento del sistema de aire comprimido es una función del tamaño físico de los receptores más la tubería y el diferencial de presión útil, la reducción de la presión del sistema disminuye la capacidad de almacenamiento.

14. Reorganizar los receptores de aire

En una instalación de aire comprimido, el tamaño y la ubicación del depósito de aire es un factor determinante en el coste global de funcionamiento del sistema. Para cada suministro sucesivo de aire presurizado, el depósito de aire funciona como un marcador de posición entre el compresor y el sistema en general. Dentro del depósito de aire, la presión se modula para adaptarse a las exigencias de la aplicación en cuestión.

En algunas fábricas, los técnicos colocan el receptor de aire antes del secador de aire. De este modo, se eliminan los restos de aceite y condensado del proceso antes de que llegue al secador. El inconveniente de esta disposición es que el receptor se ve obligado a contener suministros de aire más densos. Si la demanda supera la capacidad nominal, el secador puede sobrecargarse y aumentar la presurización del punto de rocío.

La otra opción es colocar el receptor después del secador. De este modo, los picos de demanda se reciben con aire seco. Para fines de protección, la disposición ideal es fijar el lado de suministro con dos receptores. En esta disposición, el primer receptor controla la caída de condensado mientras que el segundo se encarga de los niveles variables de demanda.

15. Elija el secador y el filtro adecuados

La importancia del secado del aire comprimido es un concepto generalmente incomprendido, incluso entre las personas que más entienden cómo reducir los costes de los sistemas de aire comprimido. En consecuencia, los sistemas instalados con este fin suelen ser ineficaces. Una de las preguntas más frecuentes sobre filtros y secadores se refiere a si es mejor el tipo desecante o el refrigerante. La pregunta suele ir seguida de otras relativas a los reguladores, los lubricantes y los niveles de filtración.

Antes de poder responder a estas preguntas, hay que tener en cuenta las aplicaciones de su sistema de aire comprimido. Por ejemplo, el nivel de sus necesidades de secado podría depender de si opera en un entorno húmedo. Dicho esto, ciertos principios se aplican en todos los casos. Para empezar, nunca permita que el aire comprimido se seque más allá del nivel requerido por la aplicación, ya que hacerlo hará que sus operaciones sean más costosas. La opción más eficaz es utilizar primero un secador frigorífico y aplicar el secado adicional sólo cuando sea necesario, según lo determine la aplicación. Para evitar una caída de presión adicional, limite el uso de filtros a lo estrictamente necesario.

16. Contratar a un auditor

Para determinar la cantidad de aire necesaria para cada aplicación, contrate a un auditor para que evalúe su sistema de aire comprimido. Con una auditoría profesional, puede obtener lecturas científicas del rendimiento de su compresor en múltiples niveles. Basándose en los resultados de la auditoría, puede ver cómo se compara su sistema con arsenales y aplicaciones similares empleadas en otras instalaciones.

Aunque puede aprender mucho sobre la eficiencia de sus operaciones en una sola auditoría, puede aprender aún más y mantenerse en la cima de su juego realizando auditorías periódicas de la eficiencia de su sistema. Si somete su sistema de aire comprimido a una auditoría de eficiencia dos veces al año, la información que obtenga puede suponer un gran ahorro.

Cada vez que realice una auditoría del sistema, podrá detectar nuevos problemas que hayan surgido desde la última auditoría y rectificarlos antes de que resulten costosos. Por ejemplo, si empiezan a formarse fugas de aire en las tuberías, una auditoría le ayudaría a descubrir y localizar esos puntos antes de que se hagan más amplios y efusivos. En general, las auditorías pueden ayudarle a reducir el consumo de energía, aumentar la productividad y reducir la tensión del sistema.

17. Haz una puesta a punto profesional

Una de las formas más sencillas de ahorrar dinero en energía de aire comprimido es pagar una puesta a punto profesional de sus compresores de aire y piezas periféricas. Cuando contrata a un técnico de mantenimiento externo para que vaya a sus instalaciones, es probable que esa persona detecte problemas que su personal interno puede pasar por alto. Los técnicos de mantenimiento profesionales han inspeccionado cientos de compresores de aire diferentes y conocen todos los errores comunes que los usuarios cometen con estas máquinas.

Un técnico profesional acudirá a sus instalaciones con equipos y herramientas para evaluar y apretar su sistema en todos los puntos débiles. Si sus conectores están sueltos, el técnico apretará estos puntos y realizará una prueba en el compresor para verificar que las fugas han sido selladas. Si su compresor está perdiendo aceite, el técnico diagnosticará el problema y rectificará la situación, tanto si se trata de un nuevo compartimento como de un nuevo juego de fijaciones.

18. Seleccionar el compresor de aire adecuado

Cualquiera que sepa realmente cómo ahorrar energía en los sistemas de aire comprimido destacará la importancia de elegir el tipo de compresor adecuado para un determinado conjunto de aplicaciones. Si sus operaciones son grandes y de gran volumen, necesitará un tipo de compresor diferente al que utilizan las empresas especializadas en productos delicados y viceversa. En cualquier caso, los cuatro tipos principales de compresores se definen por los siguientes atributos:

  • Accionamiento de velocidad variable: Un compresor de aire VSD se ajusta a las velocidades que se adaptan a los requisitos de una aplicación determinada, lo que hace que este tipo de compresor sea adecuado para aplicaciones de recorte.
  • Sin aceite: Como su nombre indica, los compresores exentos de aceite funcionan sin aceite, lo que hace que este tipo de compresor sea la mejor opción para los procesos que no toleran ningún grado de niebla aceitosa, como el envasado de alimentos y la pintura en spray.
  • Centrífugos: Los compresores de esta clase son unidades de gran tamaño diseñadas para operaciones de gran capacidad y, por tanto, son adecuados para aplicaciones industriales, como el montaje de aviones, automóviles y electrodomésticos.
  • De pistón: Estos compresores son compactos y fáciles de transportar de un lugar a otro, lo que los hace ideales para el trabajo en garajes y talleres de automóviles.

Si ha llegado el momento de sustituir su compresor de aire actual, puede que descubra que un tipo de compresor completamente distinto hará que sus operaciones sean mucho más eficientes y le ayudará a ahorrar dinero.

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Última actualización el 2 de agosto de 2023 a las 11:35