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Comentarios sobre la tecnología del aire comprimido: generación, transporte, control, usos…

¿Dónde podemos ahorrar energía en nuestro sistema de aire comprimido?

El aire comprimido desde que se produce hasta que se utiliza pasa por los siguientes pasos que componen la cadena del aire comprimido:

partes del sistema de aire comprimido susceptibles de mejora

En cada uno de ellos se pueden encontrar oportunidades para ahorrar:

motor del compresor de aire

  • Uso de motores de alta eficiencia.
  • Uso de motores de velocidad variable.

compresor de aire

Elección apropiada del tipo de compresor, según los usos finales,

  • Mejora de la tecnología del compresor, particularmente en los compresores multietapa.
    • Uso de sistemas de control continuo.
    • Recuperación del calor para su uso en otras funciones.

unidad de tratamiento de aire

  • Reducción de las pérdidas de presión y energía en la refrigeración, secado y filtración.
  • Optimización del filtrado y secado según las necesidades del usuario y las condiciones de temperatura.

red de distribución de aire comprimido

  • Reducción de pérdidas de presión por fricción en las redes.
  • Reducción de pérdidas de carga por diseño inapropiado.
  • Reducción de fugas.

usos finales

  • Dispositivos más eficientes y mejor adaptados.
  • Formación de los usuarios y concienciación acerca del coste de esta energía.

Y en general:

  • Buen diseño general del sistema, incluyendo sistemas de múltiples presiones,
  • Medición y seguimiento del rendimiento de la instalación.

Todas las medidas técnicas expuestas tienen un retorno inferior a 36 meses.

Las medidas de ahorro más importantes son:

medidas de ahorro energético en el sistema de aire comprimido

– Operación y mantenimiento del sistema: reducción de fugas y mantenimiento correcto de filtros.

– Mejor diseño del sistema: incluyendo selección de la presión óptima, controles del compresor, uso de motores de velocidad variable, topología de líneas de aire.

– Recuperación de las pérdidas por calor, que supone un asunto de diseño, relacionado con la integración del sistema de aire comprimido en su entorno industrial. No hay que olvidar que la mayor parte de la energía empleada para realizar la compresión del aire se disipa en forma de calor.

Aire comprimido y ahorro de energía

El aire comprimido se emplea de forma muy extendida en el sector industrial. Su producción, manejo y uso son sencillos, fiables y seguros. Sin embargo, resulta una energía cara. El aire comprimido supone el 10% del consumo de electricidad en la industria europea. La eficiencia energética de muchos sistemas de aire comprimido es baja. Es posible alcanzar un ahorro entre el 5 y el 50%. Sin embargo, para muchas empresas ésta no parece ser una cuestión de importancia.

costes totales aproximados del aire comprimido en un periodo de 10 años

¿Por qué no de suelen aplicar las medidas técnicas existentes para el ahorro de energía en las empresas?

En primer lugar, el consumo eléctrico del sistema de aire comprimido es invisible a la alta dirección, ya que es un coste relativamente pequeño para la organización. El consumo eléctrico se suele tratar como un coste de estructura, un coste indirecto, asumido, y cuya reducción no se suele plantear.

Por otra parte, hasta ahora ha existido una falta de conciencia de ahorro de energía. La alta dirección, responsable de la política de compras y de las decisiones de inversión no es consciente de los posibles ahorros de energía. Las medidas empleadas para optimizar el coste de la adquisición de nuevos equipos, como por ejemplo los procedimientos de comparación de diversas ofertas, no suelen tener en cuenta el consumo eléctrico.

Finalmente, en algunos casos en los que la estructura de administración en más compleja, la responsabilidad de las medidas de optimización está diluida entre las distintas funciones directivas: producción, compras, mantenimiento, finanzas. Es difícil conseguir acuerdos entre distintos departamentos, con un alto nivel de compromiso, sobre un aspecto de baja prioridad hasta ahora como el consumo de energía.

¿Qué se puede hacer para implementar una política del aire comprimido en la empresa?

Formular una política del aire comprimido es un paso clave para mejorar la eficiencia energética de un sistema de aire comprimido. Además ayudará a mejorar la calidad del aire, la fiabilidad del sistema, y su funcionamiento. Para ello, se debería nombrar una persona responsable con capacidad de coordinación de todas las áreas implicadas en el sistema, la cual:

  • Establezca los costes reales del aire comprimido
  • Implemente un programa de mantenimiento
  • Defina la política de compras
  • Establezca objetivos en relación a:

– El papel y la responsabilidad de cada departamento,

– La concienciación de todos aquellos que emplean el aire comprimido,

– La reducción del gasto evitable

Este paso es esencial para conseguir la máxima reducción del consumo de energía por parte del sistema. Una reducción en costes de energía típica y alcanzable se sitúa en torno al 30%.

¿Por qué pasar a la acción y tomar medidas para controlar el aire comprimido ahora?

 En la actualidad, con el incremento creciente de los costes de la energía y la exigencia de reducir los costes de producción, existe una oportunidad de mejora de la eficiencia de los sistemas de aire comprimido:

  • Ahorrará energía y dinero al identificar y eliminar el desperdicio.
  • Mejorará la fiabilidad y el funcionamiento del sistema de aire comprimido.
  • Reducirá el impacto ambiental al reducir el consumo de electricidad, y por consiguiente las emisiones de CO2.

Un sistema de aire comprimido bien diseñado y mantenido, que sea eficiente energéticamente puede ahorrar al usuario miles de euros al año. Cada euro ahorrado en energía supone una forma efectiva de incrementar los beneficios.

La Importancia del Control de la Electricidad Estática

barra ionizante para eliminación de estaticaEn numerosas aplicaciones industriales existe fricción entre los materiales. Cuando estos materiales son de naturaleza aislante (los plásticos en general lo son) se produce una separación de las cargas positivas y negativas, quedando cargados eléctricamente y produciendo gran cantidad de problemas en la manipulación de los mismos.

Como ejemplos típicos podríamos citar las operaciones de fabricación de bolsas, laminación, revestimiento, laminado, ranurado y rebobinado. En las operaciones de envasado como: etiquetado de botellas, línea de transporte de botellas, rellenado de polvo, etiquetas RFID, formado, llenado y cerrado de envases en vertical. En la industria textil, sobre todo en operaciones de cardado, urdido y rame y maquinaria de plegado de ropa de lavandería. Y otras como laminación de tablero, balanzas de peso electrónicas sensibles, platos alimentadores vibrantes, etc.

En estos casos es posible eliminar la electricidad estática mediante la generación de iones, que neutralizarán las cargas de los materiales. Se emplean para ello barras ionizantes, sopladores ionizantes, toberas y pistolas ionizantes, cortinas de aire ionizantes… para cada problema existe una solución específica.

Además, es posible medir en todo momento cual es el nivel de electricidad estática y ajustar la producción de iones a las necesidades de cada instante. Existen muchos factores que pueden producir una variación en las cargas, como la humedad del aire, el clima, la velocidad del proceso, el material… incluso la hora del día.

¿Qué hace que Transair sea el sistema de redes multifluidos elegido por Suministros Airpres?

Son muchas las razones por las que Suministros Airpres suministra componentes y realiza instalaciones empleando el programa Transair, prácticamente desde su aparición en 1996. La razón principal por la que apostamos por la innovación que suponía el sistema creado por Legris fue la calidad y fiabilidad de sus productos. Para nosotros como instaladores era y es fundamental que nuestro trabajo proporcione al cliente una tranquilidad y seguridad de que:

– la instalación va a permitir el paso del fluido sin obstáculos, produciendo mínimo de pérdidas

– su instalación va a crecer y a adaptarse a sus necesidades, pudiendo modificarse reutilizando todos los componentes.

– y no va a tener problemas a causa del deterioro o la corrosión de los materiales que la constituyen.

Veamos cómo.

CALIDAD Y FIABILIDAD

Legris S.A. cuenta con la certificación ISO 9001 y tiene un sistema de gestión de la calidad para garantizar el nivel de calidad y servicio que sus clientes esperan.

Las certificaciones de TÜV, QUALICOAT y ASME B31.1 / B31.3 son ejemplos de cómo Legris garantiza la seguridad y la calidad de sus productos.

Transair también cumple los requisitos de la Directiva europea 97/23/CE (equipos a presión).

 ÓPTIMA EFICIENCIA ENERGÉTICA

Gracias a su innovadora tecnología, Transair proporciona un mejor rendimiento en términos de caudal y reducción de las caídas de presión, gracias a:

– el diseño de «paso total» de los componentes Transair,

– el bajo coeficiente de fricción de los tubos de aluminio y del acero inoxidable

– y las características de estanqueidad del sistema, ya que su sistema de conexión impide las fugas.

VERSATILIDAD

Los componentes pueden extraerse y cambiarse y permiten la realización de modificaciones al diseño de forma inmediata y sencilla.

Todos los componentes incorporan una conexión de montaje rápido que permite que los sistemas Transair se monten mucho más rápido que los de cobre o acero.

Todas las modificaciones o ampliaciones añadidas a un sistema Transair pueden realizarse de forma extremadamente rápida y satisfarán sus necesidades de producción.

Todos los componentes son totalmente reutilizables.

LARGA DURACIÓN

Los sistemas de tubos de acero inoxidable y aluminio Transair garantizan una total ausencia de corrosión (autoprotección mediante la formación de óxido de aluminio). La superficie interna del tubo distribuye de forma continua aire comprimido, gas inerte, vacío y agua de refrigeración limpios.

Transair también protege los equipos industriales frente al deterioro por agua de condensación gracias a sus bridas de derivación de montaje rápido con cuello de cisne integrado.

Transair previene los problemas provocados por el óxido, que afecta a los sistemas de acero negro y acero galvanizado.

Gracias a los fluidos limpios de forma continuada, los tubos de aluminio y acero inoxidable Transair garantizan una mayor longevidad de los equipos y evitan los cambios frecuentes de los elementos de filtrado.

 

Además de estas ventajas, el aspecto estético de Transair y su naturaleza innovadora, lo convierten en la elección de Suministros Airpres para sus instalaciones más exigentes de aire comprimido, agua de refrigeración, gases neutros y vacío.

 

La ventilación de la estación de compresores

GlobalLa ventilación correcta de una estación de compresores puede contribuir notablemente a mejorar la disponibilidad del aire comprimido y a minimizar los costes de mantenimiento. Para hacerlo aqui van unos consejos:

  • Emplazamiento correcto de las aberturas de ventilación. La localización de las aberturas de ventilación es muy importante para conseguir un buen acondicionamiento de la sala. El aire procedente del exterior deberá depender lo menos posible de las condiciones climáticas, por lo cual es recomendable instalarlas con protección contra las inclemencias y en la mitad inferior del muro de la sala menos castigado por el Sol.
  • Protección contra suciedad y contaminantes. Habrá que asegurarse que entre en la sala la menos cantidad posible de polvo y otras sustancias dañinas, tales como, cualquier material agresivoo combustible, así como gases de escape de motores. Será conveniente que las aberturas de aspiración de arire estén apartadas del tráfico de camiones. Si no es posible evitar la presencia de contaminantes, será necesario tomar medidas de protección. En caso de concentraciones moderadas podrán servir filtros de aire frío y en casos extremos pueden instalarse las llamadas «trampas» de polvo.
  • Dimensionado y equipamiento correcto de las aberturas de ventilación. El tamaño de las abertuas de ventilación se regirá en primer lugar por la potencia de los compresores refrigerados por aire que haya instalados. Por cada kW de potencia nominal instalada se necesitarán 0.02 hasta 0.03 m2 de sección libre en la abertura. Estas cifras corresponden a un caudal de entre 130 y 230 m3/h. En el caso de unidades grandes bastará con atenerse a los valores más bajos, mientras que para máquinas pequeñas habrá que atenerse a los valores más altos de potencia. El término «sección libre» merece especial atencióncom tal: las rejillas  de protección, persianas y los filtros necesarios reducen de forma importante la sección disponible. Dependiendo de la calidad del sistema, deberemos contar con una reducción del 30-60%. Por eso merece la pena instalar sistemas de ventilación que beneficien el flujo. En el caso de que las medidas de protección o filtración aminoren la secció libre, será necesario tomar medidas de compensación. Si la estación está formada por varios compresores, es aconsejable que el sistema de ventilación esté regulado termostáticamente y emplazar las abertura atendiendo a la posición y potencia de cada una de las unidades.
  • Ventilación, también para los compresores refrigerados por agua. Los compresores refrigerdos por agua también necesitan una refrigeración adecuada. Los mmotores d eestas unidades suelen estar refrigerados por aire, y además derivan una cantidad de calor considerable. Debe partirse de que el 20% d ela porencia instalada de un compresor refrigerado por agua se transforma en calor que deberá ser eliminado por aire de refrigeración, de modo que habrá que contar cin aberturas de ventilación acordes con las exigencias de cada caso.

Cómo calcular sus costes del aire comprimido

El aire comprimido es un recurso energético esencial, pero es frecuentemente infrautilizado y derrochado, lo cual produce costes innecesarios e impacto ambiental. Con el fin de tomar decisiones de inversión para mejorar la gestión o la fiabilidad del sistema de aire comprimido, necesitamos saber el coste real del aire comprimido. Es muy común asociar al aire comprimido un coste de 2 veces la electricidad, pero esto no es necesariamente cierto ni ajustado. Para tomar decisiones de inversión, necesitaremos algo más preciso. Otra estimación común sería:

Coste anual = kW nominales del compresor x horas anuales de operación x unidad de coste de electricidad

Bien, pero esto es sólo el coste del consumo del compresor, no de todo el sistema de aire comprimido.

Teniendo en cuenta la energía, el capital, el mantenimiento y la organización, podemos llegar a un valor entre 1 y 3 céntimos por m3 de aire.

Variables que afectan al coste del aire comprimido

El coste variará dependiendo de una serie de factores, como:

– coste unitario de la electricidad,

presión de trabajo,

– nivel de pérdidas,

perfil de la demanda de aire /horas de operación,

– sistema de control,

– nivel del tratamiento aplicado al aire,

dimensionado del sistema de distribución.

Algunos de éstos son fáciles de cuantificar (como la electricidad) pero otros, no tanto.