¿Qué quiere decir con que el aire comprimido no es gratis?

Doug Waetjen, UE Systems Inc. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América

Es sorprendente que, si bien hay tanta discusión en varios medios sobre la reducción de energía y carbono, la mayoría del personal de la planta no se da cuenta de que hay increíbles oportunidades para reducir el desperdicio de energía y los gases de carbono justo debajo de sus proverbiales narices. Estas son oportunidades que podrían mejorar drásticamente la competitividad de su empresa.

De hecho, muchos miembros del personal directivo no se dan cuenta de que no siempre es necesario comprometerse con importantes programas intensivos en capital que produzcan rendimientos de la inversión a largo plazo. A menudo no son conscientes o simplemente pasan por alto proyectos baratos con rendimientos casi inmediatos a corto plazo que mejorarán la eficiencia energética en sus plantas.

Una respuesta es buscar y reparar fugas en servicios públicos como aire comprimido y vapor. Estos programas a menudo proporcionan un retorno de la inversión muy rápido y dramático. En algunos casos, esto se ha traducido a cientos de miles y hasta millones de dólares al año sin una gran inversión de capital.

El aire comprimido es un servicio que ofrece un tremendo potencial de ahorro. El problema es que hay muchos empleados en la planta que no entienden muy bien que el aire comprimido no es gratis. Existe la actitud de que, dado que es solo aire y se usa todos los días, es gratuito y no requiere mucha atención, incluso si hay fugas obvias. Desafortunadamente, esto está lejos de ser verdad. El aire comprimido es un servicio extremadamente caro.

De hecho, en 1995, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE, por sus siglas en inglés) instituyó un Desafío de Aire Comprimido para ayudar a la industria a reducir el uso de aire comprimido en un 10 por ciento para 2010. Habían declarado que el aire comprimido es uno de los servicios más costosos de las plantas y, de todo el aire comprimido producido en los Estados Unidos, el 30 por ciento se perdió por fugas. ¡Estimaron que el costo anual era de aproximadamente 3,200 millones de dólares!

¿Por qué el aire comprimido es tan costoso?

Es extremadamente caro de producir y su uso es muy ineficiente. De la energía necesaria para producir aire comprimido, menos del 20 por ciento de la energía motriz se utiliza. Eso significa que el 80 por ciento de lo que se paga se agota antes de poner aire comprimido en el sistema de distribución. Aquí hay un ejemplo de lo ineficiente que es el aire comprimido. Si comparamos el costo de operar un motor eléctrico de un caballo de fuerza (HP, por sus siglas en inglés) con un motor de aire comprimido de un HP, el primero podría costar 200 dólares al año, mientras que el segundo 1,500 dólares al año.

Un enfoque simple para aquellas instalaciones que utilizan aire comprimido es programar auditorías rutinarias de aire comprimido y estudios de fugas. Los estudios sobre fugas de aire comprimido a menudo revelan el costo del aire desperdiciado que afecta a la factura de electricidad que oscilan entre decenas de miles y cientos de miles de dólares anuales.

El siguiente gráfico es un ejemplo de lo costosas que pueden ser las fugas de aire comprimido. Si bien los números se relacionan con una fuga, ¡imagina el costo de cientos de fugas con tamaños que van desde 1/16 de pulgada hasta 3/4 de pulgada!

Figura 1. Costo de las fugas de aire

Si bien el diseño y la eficiencia del compresor son factores importantes por considerar con respecto a la eficiencia del sistema, hay otros dos factores que contribuyen al consumo excesivo de energía en un sistema de aire comprimido: fugas y mal uso.

A nivel de la planta, hay muchos trabajadores que están bajo la suposición de que “el aire es gratis”, y por esta razón el aire a menudo se usa mal y se desperdicia. Se ignoran las fugas de aire. No es raro caminar a través de una planta donde los fuertes silbidos reveladores asociados con fugas graves se escuchan y se asumen como ruidos normales de fondo. Si las fugas son demasiado fuertes para ser toleradas, hemos visto trapos o cinta adhesiva envuelta a su alrededor para reducir el nivel de sonido y hacerlo más cómodo acústicamente para el personal de la zona. También se han observado abusos. A veces, el personal ha colocado mangueras de aire para enfriar continuamente su espacio de trabajo. En un caso, se instaló una caja de metal cerrada en una planta con una manguera de aire atravesando la parte superior, ¡posicionada para soplar aire continuamente en latas de refresco para mantenerlas frescas!

Los ingenieros también han entendido mal la ineficiencia y el costo asociados con el aire comprimido. Algunas prácticas comunes derrochadoras y costosas en muchas plantas son el uso de aire comprimido para soplar y enfriar rodamientos o para soplar continuamente en transportadores para limpiarlos. Hemos visto válvulas de drenaje abiertas con grandes advertencias colocadas en los tanques de arriba que indican: “No cierres esta válvula, mantenla abierta”.

Cómo reducir los desperdicios de aire comprimido

Un enfoque simple y económico para reducir los desperdicios de aire comprimido en las instalaciones es embarcarse en una campaña educativa. Las reuniones son a menudo un buen comienzo, donde se puede discutir el costo del desperdicio de energía y su impacto en los costos operativos en particular. Se puede pedir al personal que ayude a identificar el mal uso y se le puede alentar a informar a sus compañeros de trabajo. Se pueden colocar signos motivacionales alrededor de la planta para ilustrar el comportamiento derrochador y sugerir cambios. Se pueden utilizar los boletines para promocionar una campaña. Se puede configurar un buzón de sugerencias y dar recompensas o premios a la sugerencia más efectiva. En algunos casos, se han otorgado recompensas monetarias basadas en el valor de la sugerencia al personal.

Como parte del mal uso o mala aplicación del aire comprimido, se puede realizar un estudio para buscar alternativas al aire comprimido. Por ejemplo, en lugar de soplar aire comprimido en un rodamiento, pruebe con un ventilador. En lugar de mezclar o agitar con aire, pruebe un mezclador eléctrico. Mantenerse al frente del problema y buscar recursos alternativos puede ayudar a reducir notablemente la factura de electricidad.

Inspección de fugas de aire

Dado que alrededor del 30 por ciento de todo el aire comprimido producido se pierde por fugas, es imperativo que una instalación incorpore un programa de levantamiento de fugas de aire comprimido. Este no solo es un enfoque “no intensivo en capital”, relativamente barato, sino que los resultados se pueden obtener tan pronto como se reparan las fugas. El consumo de energía, específicamente la reducción del uso de electricidad también tendrá un impacto en la huella de carbono de una planta.

Los estudios de detección de fugas de aire comprimido requieren planificación, personal, capacitación, equipo, identificación, informes y seguimiento.

Sin planificación, el programa puede perderse y ser ineficaz. La planificación incluye la consulta con la dirección y el personal de la planta, la observación y revisión del sistema de aire comprimido. Se recomienda un “recorrido en sitio” para acompañar cualquier inspección. Esto se realiza para ayudar a configurar la inspección, descomponiéndola en unidades pequeñas y viables. Se pueden observar problemas de seguridad, se puede planificar la logística de la ruta, que puede incluir por dónde comenzar y por dónde terminar en una sección en particular. El recorrido también puede ayudar a planificar qué equipo se necesitará. ¿Se necesitan llaves para abrir gabinetes, linternas para áreas poco iluminadas, escaleras o ascensores o módulos especiales para tuberías en techos?

El personal debe entender los objetivos del programa y debe entender cómo realizar una inspección de fugas.

La capacitación proporciona al personal los conocimientos y métodos necesarios para realizar eficazmente una inspección. Los inspectores debidamente capacitados aprenden a planificar y realizar un estudio de fugas de aire comprimido utilizando técnicas de inspección que evitan problemas como una identificación errónea o un etiquetado incorrecto, lo que podría conducir a errores costosos y resultados poco confiables. También aprenden a usar herramientas de informes para calcular y demostrar los ahorros en la inspección.

El uso del equipo adecuado para el trabajo aumentará la efectividad de la inspección. La herramienta más común para los estudios de fugas de aire comprimido es un detector ultrasónico. Estos instrumentos detectan componentes de alta frecuencia de turbulencias producidas por fugas de aire. De naturaleza direccional, el ultrasonido es una señal localizada que hace que sea relativamente fácil localizar la fuente de la fuga. Si el instrumento no es lo suficientemente sensible, es posible que se pierdan algunas fugas de tamaño medio. Si hay problemas de accesibilidad como fugas en techos o en capas de tuberías o detrás de paredes o subterráneas, considere módulos especiales que se adapten a estas situaciones.

La identificación de fugas es muy importante. La fuga debe etiquetarse y (si es posible) fotografiarse para ayudar a los responsables de la reparación a localizar la fuga y realizar la solución. Una etiqueta grande y de colores brillantes puede ayudar. Si es posible, utilice un sistema de etiquetado para correlacionarse con la ubicación, el componente, la presión, CFM o incluso el costo de la fuga.

Informes de fugas

Cualquier inspección necesita informes. Un informe puede ser una forma de “gestión de fugas”. Un informe de fugas debería ser útil en muchos niveles. El informe ayuda a identificar la fuga específica, el número de fugas, un número de identificación que puede correlacionarse con una orden de trabajo y la ubicación de las fugas. Algunos informes también incluirán un resumen de la evitación de costos identificada y “actualizada”, junto con una reducción de la huella de carbono identificada y “actualizada”. Lo actualizado son las fugas que se han reparado, lo que representa el ahorro real de una inspección. Desafortunadamente, ha habido casos en los que las buenas intenciones dieron lugar a errores costosos simplemente porque las inspecciones se realizaron sin tener en cuenta la planificación de la reparación de fugas.

Algunos programas informáticos permiten la suma de inspecciones a lo largo del tiempo para demostrar el ahorro acumulativo anualizado de costos. Otras características de presentación de informes pueden incluir la demostración de la reducción de los gases de huella de carbono asociados con el costo energético de las fugas. A continuación, se presentan ejemplos de este tipo de informes.

Tenga en cuenta las columnas que indican “Costos evitados por fugas identificadas” y “Costos evitados por fugas reparadas”. Solo cuando se repara una fuga se realizan los ahorros.

Es necesario que todas las partes responsables de la inspección de fugas estén en la misma página. La comunicación es esencial. Los gerentes y planificadores de mantenimiento deben entender la necesidad de reparar las fugas y tener un calendario viable. Por ejemplo, si se encuentran 200 fugas en una inspección y el informe se deja sin explicación a los responsables de las reparaciones, existe la posibilidad de que estas fugas se consideren 200 órdenes de trabajo adicionales y se dejen sin supervisión. Si las discusiones sobre la reparación incluyeron la participación del equipo de reparación, se podría establecer un método para dividir las reparaciones en segmentos pequeños y viables, comenzando primero con las fugas más costosas o emparejando fugas que estén cerca, haciendo que la reparación de fugas sea más eficiente. La inclusión y la comunicación conducirán a ahorros de costos y a un programa exitoso.

El seguimiento de las reparaciones enumeradas ayudará a garantizar que, de hecho, se hayan reparado fugas y que no se hayan desarrollado nuevas fugas debido a la reparación. También incluirá una revisión de las presiones del sistema que se restaurarán a los ajustes originales. Por último, la revisión de toda la inspección ayudará a establecer la logística para todas las inspecciones posteriores.

Conclusión

El ahorro de energía se puede lograr sin grandes gastos de capital. El aire comprimido es un servicio costoso que a menudo se da por sentado. No es gratis. De hecho, es uno de los servicios más costosos de las plantas hoy en día. Un programa integral de reparación de fugas que incluya la educación del personal de la planta, planificación, capacitación, métodos para identificar y reparar fugas, y un sistema de informes sobre los resultados de la inspección pueden conducir a la reducción del uso de energía, una mayor rentabilidad y una menor huella de carbono. Un estudio de fugas de aire comprimido es una forma verdaderamente “verde” de mejorar la rentabilidad.

Sobre el autor:

Doug Waetjen es vicepresidente de UE Systems Inc., líder mundial en instrumentos de ultrasonido aerotransportados/estructurales. Para obtener más información, visite www.uesystems.com o llame al 800-223-1325.