Los sistemas y equipos que ya tienen unos años ofrecen un gran potencial de ahorro. Mejorando la generación, las instalaciones, su utilización en las máquinas y monitorizando consumos los costes energéticos se pueden reducir hasta un 60%, pero la forma de lograrlo pasa por analizar el sistema de aire comprimido como una única unidad.
Además de la voluntad de ahorrar costes, la adopción de medidas para la eficiencia energética está impulsada por las regulaciones gubernamentales, como es el caso de las directivas europeas; las normas ISO, como la 50001, sobre gestión energética, y la 11011, específica para la evaluación de los sistemas de aire comprimido; y las normas de ingeniería y de etiquetado, que se han convertido en estándares.
En la generación de aire comprimido, el objetivo es que el coste de m3 no supere los 0,015 euros. En la actualidad, el coste medio en la industria se sitúa alrededor de los 2 céntimos. Con los viejos compresores, el coste se disparaba a los 10 céntimos.
Los secadores por refrigeración, que suelen estar ubicados en la sala de compresores, son elementos muy importantes, porque pueden bajar la temperatura del punto de rocío hasta los 3ºC y evitar así la condensación de líquidos dentro de la red de utilización del aire comprimido. Ahora bien, con el tiempo, suelen quedar infradimensionados, pues se amplían las instalaciones y las máquinas, pero no los secadores, y la consecuencia es el aumento de la temperatura del punto de rocío, en las situaciones más graves, incluso hasta los 15ºC. El problema con esto es que el agua que se condensa arrastra partículas contaminantes y el aceite de los compresores. Es buena idea, por tanto, tener en cuenta la instalación y el correcto dimensonamiento de secadores en la sala de compresores.
Medidas de eficiencia energética
- Reducir fricciones entre componentes.
- Seleccionar componentes adecuados. El software nos puede ayudar a elegir los que mejor se adaptan a nuestra aplicación.
- Dimensionar el actuador neumático a las necesidades de nuestra aplicación, no instalar el grande porque sí.
- Reducir o compensar los pesos de las cargas en movimiento el peso.
- Utilizar economizadores especialmente en generadores de vacío tipo Venturi. · Reducir la presión a la adecuada para cada aplicación.
- Reducción de los tubos que van entre las válvulas y los actuadores, son consumidores que no ofrecen trabajo.
- Minimizar el nivel de fugas, que pueden suponer hasta el 30% del consumo de aire comprimido.
¿Cómo ahorrar desde el punto de vista de la instalación?
Generación de aire comprimido: la selección de compresores apropiados, con las dimensiones adecuadas, y el control y coordinación de su funcionamiento, son factores decisivos para reducir el consumo de energía (hasta un 34%) y el coste por m3.
Preparación del aire comprimido: la calidad del aire es fundamental para alargar la vida útil de los componentes neumáticos del sistema y garantizar su correcto funcionamiento. Debe ser la indicada para la aplicación en que estemos trabajando. Mayor calidad de la necesaria significa costes extra; y menor calidad, el deterioro de los componentes del sistema.
Distribución del aire comprimido: son necesarias redes bien diseñadas y dimensionadas, con el material más adecuado, estructura en anillo y la sectorización para poder cortar el aire en las zonas que no estén productivas.
Aplicaciones en maquinaria: existen numerosas opciones para disminuir el consumo de energía hasta en un 49%.
Formación: se trata de otra vía para que ingenieros, personal de mantenimiento y operadores de máquina optimicen el consumo de aire comprimido.
Aplicaciones y componentes para mejorar la eficiencia energética
Integración de sensores
Los sensores de presión, de presión diferencial para elementos de filtro, o de caudal para la supervisión del consumo aportan datos útiles en la gestión del mantenimiento preventivo, pues detectan las malfunciones.
Unidades de control y medición de aire comprimido
Los componentes de la familia MSE6 de Festo son unidades de eficiencia energética. La E2M reduce y controla de forma automática el consumo en las máquinas cuando se encuentran en standby y localiza las fugas. La C2M mantiene, además, un nivel de presión mínimo y ajustable para facilitar un arranque suave de la máquina. Esta unidad permite incorporar una D2M esclava, lo que hace posible controlar dos líneas de aire independientes con el mismo PLC; añadir una extensión (CPX-IO Terminal, por ejemplo) con hasta tres módulos de entradas y salidas; o combinar la extensión con la unidad D2M, en función de nuestras necesidades.
Distribución del aire comprimido
Para que no se produzcan pérdidas de presión en las redes de distribución, hay que evitar los tubos largos, materiales inadecuados, accesorios acodados estrechos, sifones, reducciones de diámetro del sistema, y que las válvulas y piezas de conexión tengan un diámetro igual o mayor al de la instalación.
Es muy recomendable diseñar una red con distribución en anillo cerrado, en lugar de tubos con extremo terminal. Es importante dimensionar de forma correcta los diámetros tanto de los tubos generales como de los flexibles, y utilizar materiales con poca rugosidad interior, que no se vean afectados por el agua.
Aunque ajustar la presión del sistema ayuda a la eficiencia energética (por cada bar menos, se ahorra en torno al 6% de energía), para el buen funcionamiento del sistema es muy importante tener en cuenta el caudal de pico necesario para la máquina y cómo esta se comporta con presiones inferiores a las habituales de la instalación.
Sectorizar la red de aire comprimido permite cortar la alimentación de las zonas que no estén productivas, permitiendo un mayor caudal a las zonas que estén trabajando y evitando fugas en el área cerrada.
Calidad del aire comprimido La presencia de contaminantes, como partículas, humedad o aceites, reduce sensiblemente la eficiencia de los componentes neumáticos; pueden provocar fugas en actuadores y válvulas, o retrasos en tiempos de ciclo. Por tanto, es necesario definir la calidad del aire comprimido de acuerdo a lo que establece la norma ISO 8573-1:2010, y dimensionar la unidad de mantenimiento en consecuencia. Festo proporciona aplicaciones de software muy útiles para ello.
Reducir la presión en los movimientos que no ejercen trabajo
Es común que para regular la presión de una de las cámaras de un actuador se utilice un regulador de presión instalado entre la válvula y este, pero no es lo más recomendable, pues el manómetro oscila de todo a nada a cada ciclo, y al cabo del tiempo suele desajustarse y marcar valores erróneos. Además, cuando el actuador está accionado en el sentido opuesto a la cámara donde se encuentra el regulador, no muestra ningún valor y no es posible ajustarlo. Estos problemas se solucionan intercalando elementos, como reguladores, entre la válvula y la placa base, tanto en terminales de válvulas como en válvulas individuales, que optimizan el nivel de consumo y, por tanto, contribuyen al ahorro de costes.
Conexionado neumático
Los racores y tubos contribuyen a la eficiencia energética. Hay que utilizar racores y accesorios de conexionado neumático rápido y sin fugas, y evitar cortar los tubos con herramientas convencionales. El corte perpendicular con una herramienta adecuada evita deformaciones en la parte que se inserta en el racor y asegura un buen contacto con la junta de labios interna, lo que impide las fugas.
Aire de soplado y barrido
Seleccionar las boquillas correctas, reducir el nivel de presión en el punto de soplado, realizar el soplado bajo demanda, adecuar el aire que se utiliza para barrido o para impedir la entrada de polvo en dispositivos como pinzas, a la presión necesaria, o hacer soplados por pulsos contribuyen a la eficiencia energética del sistema. La instalación de una válvula de pulsos, Plug & Save, de Festo aporta gran eficiencia y ahorro.
Los productos y el soporte técnico de Festo hacen posible un funcionamiento de las plantas de producción más eficiente en el consumo de energía, más respetuoso con el medio ambiente y más sostenible en el tiempo.
