8 formas de justificar la actualización del sistemas de aire comprimido

Durante más de dos décadas de mi carrera trabajando en una empresa de servicios energéticos en apoyo de programas de eficiencia energética, tuve muchas oportunidades para experimentar el proceso de toma de decisiones cuando se trata de justificar la actualización de equipos de aire comprimido. Teníamos mucho dinero en incentivos energéticos disponibles que utilizamos para persuadir a nuestros clientes de que hicieran sus sistemas más eficientes.

Descubrimos que la eficiencia energética en el aire comprimido no era la principal preocupación de la mayoría de los responsables de planta; de hecho, muchos gerentes de planta estarían dispuestos a gastar tres o cuatro veces más en energía si sus sistemas funcionaran correctamente.

Este hecho me afectó un poco, hasta que me di cuenta de que las actualizaciones que recomendaba a menudo podían resolver los problemas más grandes e importantes del aire comprimido y hacer que los sistemas fueran más eficientes, logrando así una doble ganancia. Los ahorros de energía surgían como resultado de solucionar problemas más grandes y relevantes. Una vez que comprendí eso, nuestro programa de actualización de sistemas aire comprimido tuvo un gran éxito.

Este artículo aborda algunas formas adicionales de justificar la mejora del sistema de aire comprimido, muchas de las cuales no necesariamente tienen beneficios directos en términos de eficiencia energética.

Optimización y Eficiencia en Sistemas de Aire Comprimido: Claves para Reducir Costos Operativos

Costos de mantenimiento y reparación de sistemas de aire comprimido

Una de las primeras cosas que se debe solicitar al realizar evaluaciones de sistemas de aire comprimido son los costos de mantenimiento y reparación durante los últimos años. Esto a menudo se pasa por alto cuando personas externas ingresan a una planta para realizar auditorías de aire comprimido, pero esta información es muy fácil de obtener del software de seguimiento de mantenimiento de la planta.

Los sistemas de aire comprimido antiguos o ineficientes a menudo requieren un mantenimiento y reparaciones más frecuentes. La actualización a equipos más nuevos generalmente reducirá significativamente la necesidad de reparaciones costosas, piezas de repuesto y servicios de mantenimiento, lo que resultará en ahorros significativos a lo largo del tiempo.

Un ejemplo de análisis de costos se encuentra en una gran fábrica de papel. El sistema contaba con cuatro compresores reciprocantes de pistón sin aceite de la década de 1960, de 200 hp, que funcionaban de manera continua (ver Figura). Estas unidades ya estaban muy por encima de su vida útil útil, pero se reparaban y reconstruían regularmente en lugar de ser reemplazadas. La actualización a compresores de tornillo con tecnología más nueva habría ahorrado aproximadamente un 5% en el consumo de energía, lo cual no es un argumento sólido para el cambio; sin embargo, una vez que revisamos los registros de mantenimiento, descubrimos que los costos promedio anuales de reparación superaban con creces los costos de energía de las máquinas. Esto facilitó mucho la justificación para el reemplazo.

Costos de Enfriamiento y Calefacción: Un Análisis Detallado

La consideración de los costos asociados con el enfriamiento y la calefacción desempeña un papel de vital importancia en la evaluación de sistemas de compresión de aire, especialmente en el contexto de compresores enfriados por líquido. Este escenario se vuelve particularmente relevante cuando el agua de enfriamiento involucra costos adicionales. La situación se complica aún más cuando se utilizan compresores enfriados por agua y el agua residual se desecha en el sistema de alcantarillado. Aquí es donde entran en juego los cargos acumulados en el medidor de agua, que tienen el potencial de superar con creces el costo de la electricidad.

Durante el proceso de evaluación de actualización, surge la posibilidad de realizar un cambio a compresores enfriados por aire, una alternativa que podría evitar gastos futuros que no estaban inicialmente previstos. Sin embargo, hay casos en los que la opción de compresores enfriados por aire puede no ser factible o adecuada. En estas circunstancias, es esencial considerar la incorporación de sistemas de recuperación de calor suministrados por los fabricantes. Esta estrategia permite aprovechar el calor residual presente en el agua de enfriamiento y redirigirlo para su utilización en un proceso dentro de las instalaciones de la planta.

En contextos donde los compresores enfriados por aire son empleados en entornos con altos niveles de polvo y se utiliza ventilación exterior al 100%, surge un desafío adicional. Para prevenir la congelación de los enfriadores de los compresores, es necesario calentar la sala de compresores. Sin embargo, esta acción incurre en costos de combustible que pueden acumularse significativamente con el tiempo. La buena noticia es que estos costos de calefacción pueden ser utilizados como un argumento sólido para respaldar la inversión en la modernización del sistema de ventilación con recuperación de calor en la sala de compresores. Este sistema innovador tiene el potencial de recoger y reutilizar el calor generado por los propios compresores, lo que a su vez disminuye los costos excesivos de calefacción y optimiza el uso de los recursos energéticos.

La evaluación detallada de los costos de enfriamiento y calefacción puede tener un impacto significativo en la decisión de actualizar los equipos de compresión de aire. Ya sea mediante la elección de compresores enfriados por aire o la implementación de sistemas de recuperación de calor, estas decisiones no solo afectan los ahorros económicos a corto y largo plazo, sino también la sostenibilidad y la eficiencia global de las operaciones en la planta. La consideración inteligente de estos costos adicionales puede conducir a decisiones informadas que optimizan la gestión de recursos y reducen los gastos operativos a lo largo del tiempo.

Confiabilidad: Salvaguardando la Producción y las Ganancias

Los sistemas de aire comprimido antiguos a menudo vienen acompañados de un riesgo latente: fallas inesperadas y colapsos que pueden tener consecuencias nefastas en términos de pérdida de producción y costos. La opción de actualizar a un sistema más moderno y confiable no solo aborda esta problemática, sino que también trae consigo mejoras en las capacidades de monitoreo y mantenimiento predictivo, las cuales están integradas en los controles de la máquina. Estas capacidades permiten una detección temprana de posibles problemas y un mantenimiento planificado, lo que a su vez reduce significativamente el riesgo de tiempo de inactividad no planificado y las pérdidas financieras que esto puede ocasionar.

La importancia de la confiabilidad se pone de manifiesto en un ejemplo concreto. Durante una evaluación de sistemas de aire comprimido en una planta de embotellado de destilería, el gerente de producción expuso su perspectiva. En un rápido acto, extrajo su calculadora confiable y efectuó algunas operaciones. Luego, mostró el resultado en la pantalla: $120,000. Cada botella de su producto premium se vendía rápidamente, y el valor de cada hora de producción interrumpida equivalía a esa suma considerable . Aquí radicaba la cruda realidad: la empresa sufría pérdidas financieras sustanciales por cada hora en la que la línea de producción estaba inoperativa.

Este ejemplo refleja cómo la confiabilidad de un sistema de aire comprimido se convierte en un pilar esencial para garantizar la continuidad de la producción y, por ende, las ganancias. Un sistema confiable minimiza la posibilidad de interrupciones no planificadas y reduce drásticamente los riesgos asociados. Además, al integrar capacidades de monitoreo y mantenimiento predictivo, se logra una gestión más proactiva y eficiente del sistema en su conjunto.

El aspecto de la confiabilidad en los sistemas de aire comprimido es de vital importancia para la continuidad de la producción y el rendimiento financiero de una empresa. La inversión en sistemas más modernos y confiables no solo mitiga el riesgo de tiempo de inactividad no planificado, sino que también introduce un enfoque proactivo hacia el mantenimiento y la prevención de fallas, lo que se traduce en una operación más eficiente y rentable en el largo plazo.

Aumento de Capacidad/Respaldo

La actualización brinda la oportunidad de reevaluar y optimizar el dimensionamiento del sistema de aire comprimido. A menudo, debido a la adición de equipos de producción y al aumento del flujo debido a fugas y uso inapropiado del aire comprimido, la demanda de aire comprimido alcanzará o superará la capacidad total de los compresores existentes. Cuando esto sucede, se producirán eventos de baja presión, que a menudo aparecerán de la nada en los momentos más inoportunos del ciclo de producción.

La planta embotelladora en el ejemplo anterior fue uno de esos casos; cuando cualquiera de sus compresores fallaba debido a problemas técnicos o mantenimiento de emergencia, los equipos de producción se detenían durante horas hasta que se pudieran traer compresores de respaldo con motor diésel. Las ganancias se veían afectadas por el tiempo de inactividad de la producción y se resentían debido a los costosos gastos de alquiler y combustible de las unidades de respaldo diésel.

En este caso, bastaría con una sola interrupción para justificar el costo de adquirir capacidad de respaldo. En cualquier sistema de aire comprimido, la capacidad disponible siempre debe ser al menos suficiente para hacer frente a la falla del compresor más grande instalado. Se recomienda realizar auditorías periódicas del sistema para asegurarse de contar con la capacidad suficiente.

Imagina ahora una fábrica de alimentos que ha estado operando durante décadas. A medida que la empresa creció, se incorporaron nuevos equipos de producción y la demanda de aire comprimido aumentó gradualmente. Con el tiempo, se llegó al punto en que la demanda de aire comprimido se acercó peligrosamente a la capacidad máxima de los compresores existentes. Esto llevó a situaciones de baja presión en la línea de producción, lo que resultaba en interrupciones no planificadas y tiempos de inactividad costosos. En un sector donde cada minuto de producción cuenta, estas interrupciones eran perjudiciales tanto para las ganancias como para la reputación de la empresa.

Reconociendo la necesidad de salvaguardar la continuidad de la producción, la empresa decidió llevar a cabo una actualización completa de su sistema de aire comprimido. Esta modernización no solo permitió optimizar la eficiencia, sino que también brindó la oportunidad de aumentar la capacidad del sistema. La instalación de compresores más potentes y la incorporación de capacidad de respaldo se convirtieron en una inversión esencial para prevenir futuras interrupciones. Cuando uno de los compresores principales requería mantenimiento o enfrentaba un fallo inesperado, los compresores de respaldo se activaban automáticamente para mantener la producción en marcha. Esta estrategia de respaldo resultó ser un seguro invaluable para la empresa, garantizando que las operaciones continuaran sin contratiempos y manteniendo la rentabilidad y la satisfacción del cliente intactas.

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Este ejemplo ilustra cómo el aumento de capacidad y la implementación de sistemas de respaldo pueden convertirse en pilares fundamentales en la estrategia de actualización de sistemas de aire comprimido. La inversión en capacidad adicional puede parecer un gasto, pero en realidad es una inversión en la seguridad y la estabilidad operativa. En un entorno altamente competitivo y exigente, contar con un sistema de respaldo puede ser la diferencia entre mantener la producción fluida o enfrentar interrupciones costosas que repercuten en la rentabilidad y la reputación de la empresa.

Calidad del Aire

El agua y el lubricante del compresor pueden estar drenándose de las tuberías y receptores de su sistema de aire comprimido y afectando la calidad de su producto. La actualización del sistema de aire comprimido puede mejorar las capacidades de filtración y purificación del aire. Esto garantiza que el aire producido cumpla con los estándares de calidad requeridos, reduciendo el riesgo de contaminación o rechazo del producto. Al evitar problemas de calidad del producto y los costos asociados, la actualización del sistema puede generar ahorros en términos de desperdicio de productos y retrabajo.

Una empresa de productos de papa aprendió una lección difícil hace algunos años sobre el diseño del sistema de aire comprimido y la selección de compresores. Dentro de su proceso de producción, el aire comprimido entraba en contacto con el producto, por lo que era importante mantener el aire limpio, seco y libre de lubricante. Los compresores instalados eran de diseño de tornillo lubricado, un tipo en el que el aire comprimido entra en contacto con el lubricante del compresor durante el proceso de compresión. Normalmente, el lubricante se filtra de la salida del aire comprimido mediante un separador de aire/aceite. Desafortunadamente, hubo una falla completa en el elemento de filtración del separador de aire/aceite, lo que liberó varios galones de lubricante del compresor aguas abajo para inundar los filtros y contaminar las tuberías. Los costos de limpieza y la producción perdida en este caso consumieron miles de dólares en ganancias. Si la planta hubiera actualizado a compresores libres de lubricante, estos costos se habrían evitado. En retrospectiva, una buena decisión tomada hace años podría haber evitado una costosa limpieza.

Estabilidad de la Presión

Según el tipo de control de compresor instalado en su planta, es posible que esté experimentando fluctuaciones significativas en la presión del aire, lo que podría estar afectando su producción. El aire comprimido es una fuente de energía y un cambio en la presión a menudo varía la fuerza y la velocidad de los dispositivos sensibles a la presión, o incluso puede provocar que las máquinas fallen por completo debido a una desconexión por baja presión.

La importancia de mantener una presión de aire estable en los procesos industriales se volvió palpable en una fundición que enfrentó un desafío significativo. En este establecimiento, el control del compresor estaba presentando problemas, lo que generaba fluctuaciones en la presión del aire comprimido. Esta situación tuvo un impacto directo en el proceso de vertido de productos.

Las fluctuaciones rápidas en la presión del aire comprimido estaban alterando la forma en que el metal fundido era vertido en los moldes. Estas variaciones de presión resultaban en defectos en las piezas fundidas, lo que tenía un efecto dominó en todo el proceso de producción. La inspección final de calidad mostraba que las piezas resultantes no cumplían con los estándares requeridos, lo que llevaba al rechazo de los productos. Esto significaba no solo pérdida de materiales, sino también pérdida de tiempo y recursos invertidos en la producción.

Lo que agravaba la situación era el intervalo de tiempo entre el momento del vertido y la inspección final. Este lapso de cuatro días permitía que los problemas generados por las fluctuaciones de presión se perpetuaran a lo largo del proceso sin ser detectados de manera inmediata. Esta situación se tradujo en pérdidas considerables tanto en términos de producto rechazado como en recursos consumidos en la producción fallida.

Este ejemplo real subraya cómo las fluctuaciones en la presión del aire comprimido pueden tener un impacto directo en la calidad del producto y, por ende, en la rentabilidad y la eficiencia de la empresa. La estabilidad de la presión del aire se convierte en un factor crítico en industrias sensibles, como la fundición, donde pequeñas variaciones pueden tener consecuencias significativas. La inversión en sistemas de control de compresores que aseguren la estabilidad de la presión es esencial para garantizar procesos consistentes y productos de alta calidad.

Incentivos de la Compañía de Suministro

Dependiendo de su ubicación y proveedor de electricidad, podrían estar disponibles incentivos energéticos, subvenciones o programas de reembolso para ayudarle a actualizar a sistemas de aire comprimido eficientes en términos de energía. Explorar estas oportunidades puede brindar ahorros adicionales en costos y apoyo financiero para la mejora.

Con frecuencia, los incentivos energéticos son significativos, llegando a proporcionar apoyo de hasta un 50% del costo total de la actualización. Esto se vuelve especialmente relevante en sistemas antiguos donde las unidades de compresores deben ser reemplazadas debido a su antigüedad. Cuando considera que este trabajo debe realizarse de todos modos, el costo incremental real de cualquier mejora disminuye considerablemente. Esté siempre atento a los incentivos de la compañía de suministro para ayudar a justificar proyectos de mejora.

Eficiencia Energética de sistemas de aire comprimido

Los tiempos han cambiado en la industria del aire comprimido y los fabricantes de equipos han respondido. La eficiencia energética de los compresores de aire ha aumentado significativamente gracias a un mejor diseño y control, y la eficiencia de componentes auxiliares como secadores de aire, filtros y purgadores ha mejorado notablemente. La actualización de su sistema puede resultar en ahorros de energía sustanciales, lo que puede ser de gran ayuda para justificar la inversión en equipos nuevos.

¿Cómo saber si su sistema cumple con los estándares requeridos? Bueno, necesita ser medido. Si no cuenta con un sistema de medición instalado de manera permanente, debe solicitar la asistencia de un auditor competente para realizar una evaluación. El auditor evaluará el funcionamiento del sistema y le indicará si se necesitan mejoras y cuánto podría ahorrar.

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Costos y Ahorros Potenciales al actualizar tu sistema de aire comprimido

Al justificar la actualización de un sistema de aire comprimido, es fundamental considerar estas áreas adicionales de ahorro potencial de costos en conjunto con los costos actuales y futuros de energía. Estas áreas a menudo pasadas por alto pueden utilizarse para presentar un caso financiero integral para futuras inversiones.

Un análisis detallado de los costos y beneficios es esencial para tomar decisiones informadas. Además de los ahorros directos en energía, existen otros aspectos económicos que deben ser considerados. Por ejemplo, la reducción de costos de mantenimiento y reparación debido a un sistema más eficiente puede generar ahorros a largo plazo. La mejora en la calidad del aire comprimido también puede traducirse en una disminución de los costos relacionados con la producción y el retrabajo debido a productos rechazados.

La estabilidad de la presión, la confiabilidad del sistema y la capacidad de respaldo pueden evitar costos inesperados asociados con interrupciones en la producción y pérdida de ventas. Además, la mejora en la calidad del aire puede tener un impacto directo en la satisfacción del cliente y en la reputación de la empresa.

Para aquellos que deseen profundizar sus conocimientos sobre sistemas de aire comprimido y comprender mejor cómo llevar a cabo mejoras efectivas podemos ponerles en contacto con un asesor experto en sistemas de aire comprimido.