Para empezar a profundizar y abundar en el tema comenzamos cuestionando lo siguiente:
¿El aire pesa?
¿El aire tiene propiedades mecánicas?
¿Sabes cuanto te cuesta 1 cfm de aire comprimido?
A lo largo de este blog vamos a hablar de varios temas relacionados con las respuestas a estas preguntas, al final esperamos que puedas tener la información necesaria.
Entrando en materia, de acuerdo a un estudio realizado por la CONUEE (Comisión Nacional para el uso eficiente de la energía) y apoyado de ciertos documentos y en coordinación con el departamento de energía de Estados Unidos, surge la primer cuestión a resolver.
En un sistema de aire comprimido el 13% es la aportación a capital que tiene que ver con la adquisición de los equipos, de los compresores, sistema de distribución, secado, almacenamiento, etc.
El 4% es usado para el mantenimiento de estos equipos y el sistema (entendiendo que es un todo). En este análisis nos dice que el 83% de un sistema de aire comprimido es el gasto energético, es este sentido vamos a llamarle “la inversión energética” , la energía que necesitas para estar comprimiendo el aire y llevarlo, transportarlo, tratarlo, filtrarlo, etc…
Todo eso se va en energía (el 83%), normalmente le ponemos mucha atención al costo de adquisición si el equipo es más barato, que hay otras marcas, si es eficiente el motor, etc etc y todo tiene un argumento, todos los equipos, compresores, secadores, etc tienen argumentos suficientes para decir que es el mejor equipo y es muy posible que si lo sea, sin embargo es un todo, no es solo un compresor, estamos hablando de un sistema en general.
Nos cuestionamos si un sistema de Aire Comprimido resulta ser tu aliado ó tu enemigo, ya que debido a NO llevar un correcto y adecuado sistema resulta ser demasiado costoso.
Lo ideal es que el 83% esa energía que se usa, se fuera directamente al proceso de producción, pero esto no es así. En este mismo estudio nos comentan que el 60% de este aire generado solamente llega a su destino final que es para la producción, que es para lo que lo estas comprimiendo. Para crear movimiento dentro de tu planta para diferentes procesos (solo el 60%), pero ¿qué pasa con el otro 40%?.
Lamentablemente el 25% se va en fugas, el 2% en usos indebidos, y el 13% se va en temas de demanda artificial y justo es aquí donde vamos a centrar este tema porque las fugas las detectas, tenemos un estudio, un sistema de una pistola donde ultrasónicamente detectas las fugas, se reparan y listo… entonces la fuga es código binario desde nuestro punto de vista la fuga debe de existir o no existir, no es que sea pequeña o grande.
Vamos a ver mas adelante que entre mas grande sean las fugas y la presión más alta nos cuesta más dinero, sin embargo la fuga desde nuestro punto de vista debería ser un código binario, ¿existe ó no existe?, pero la demanda artificial se debe a una buena selección de tu sistema de distribución, incluso de tratamiento, es decir, el análisis en general. Pero ¿por qué demanda artificial?, la demanda artificial es aquella que no necesitas, aquella que dices.
¿Cuántas veces en su planta han escuchado?, tenemos problemas de caída de presión en el área de prensa, tenemos caídas de presión en áreas x, y ó z , entonces llamamos al departamento de servicio acude a revisar el problema y reporta que todo esta bien, y lo soluciona subiendo la presión al compresor y la presión se mantiene ó se coloca un tanque u otro tipo de “soluciones” que “ayudan” hasta cierto punto y técnicamente resuelve pero no es lo más eficiente.
Nos vamos a centrar en el tema de la demanda artificial porque es aquí donde creemos que está un área de oportunidad y muchas veces se le pone poca atención a este tema.
Vamos a ir a un primer análisis. Sabemos que hay industrias que tienen sus consumos muy controlados, pero si desconoces cuanto te cuesta 1 CFM, aquí te damos los elementos necesarios para poder saber como llegar a ese número, en el siguiente ejemplo, partiendo de un compresor de 100 hp y tomando 1 hora de operación con un costo promedio de 1.5 pesos tarifa promedio
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Y mira el siguiente video.
Siguiendo con el tema de la demanda artificial ya que es derivada de aquel aire o de aquella energía que se esta utilizando sin que sea estrictamente necesario, cuando subes la presión de un compresor para satisfacer solo un punto de trabajo, en ese momento estas aumentando la presión de toda la planta, no solo de ese punto, entonces los demás puntos que no necesitan esa presión están consumiendo más aire a una presión que tampoco necesitas, no solo hay que entregar la cantidad de aire que necesita el sistema, sino también la presión adecuada, regulada.
El 80% de los problemas de caída de presión en los sistemas de distribución de aire comprimido están relacionadas con estas siguientes razones:
Para entender el fenómeno físico que suceden en los sistemas de aire comprimido lo primero que tenemos que entender es que el aire es un gas, es un gas que al momento de trabajarlo lo podemos transformar en energía, en energía de movimiento para la transformación en tu proceso.
Haciendo un análisis, el gas esta compuesto por el 78% de nitrógeno, el 20% de oxígeno, y el resto de algunos otros gases.
Si tu respuesta fue SI, estas en lo correcto el aire tiene peso y justamente por eso debemos saber como transportarlo. El peso del aire es de 1.4 gr/l a nivel del mar. Con este dato lo que queremos es sensibilizar el uso y el trato que le damos al aire comprimido como una fuente de energía.
Dicho esto, pasemos a otra pregunta
Toda esta información te la proporcionamos es para entender que no podemos pasar cierta cantidad de aire, toda la cantidad de aire que nosotros queremos pasar a través de un diámetro de 1”, esto es imposible porque el aire ocupa un espacio, tiene un peso, etc etc.. entonces hace imposible la cantidad de aire que nosotros queremos pasar por un diámetro reducido que no esta seleccionado ni capacitado para hacer esa conducción.
En todo el sistema lo ideal es que tengamos un flujo laminar y no un flujo turbulento, ya que el flujo turbulento nos provoca que las partículas de aire comprimido se friccionen entre ellas, eso aumenta y altera las características mecánicas del aire por lo tanto nos empieza a generar caídas de presión y además de un tema físico, hay un análisis dinámico que podemos encontrar en el principio de Bernulli.
Es decir, tenemos que cuidar la velocidad del aire comprimido. Si reducimos el área o queremos pasar bastante flujo ó bastante aire por un diámetro reducido, aumentamos la velocidad, y si aumentamos la velocidad, se nos cae la presión, por eso debemos tener un adecuado diámetro de conducción dependiendo de la distancia, dependiendo de la presión, de la cantidad de aire que vayamos a utilizar en nuestras aplicaciones.
Hoy en día contamos con tecnología y herramientas para el Diseño de Sistemas de Distribución de Aire Comprimido.
Tubería de aluminio de acoplamiento rápido desde 16” hasta 8” de diámetro, las bondades de esta tubería son invaluables, pero la parte central de este tema es la correcta ingeniería de los sistemas de distribución de energía que es el pulmón de nuestra planta.
Podemos monitorear, presión, temperatura, punto de rocío, flujo en puntos críticos, no solo en el cuarto de compresores, sino también en el sistema de distribución.
Si tienes preguntas ó quieres que acudamos a tu planta para un diagnóstico contáctanos a través de este enlace.