Consiguiendo ahorrar energía en los sistemas neumáticos industriales (1ª PARTE)

Las máquinas industriales y los sistemas de producción que se diseñaron para funcionar eficientemente y ahorrar energía son indudablemente consideraciones importantes en la fabricación de hoy. Los motivos no sólo incluyen la elevación de los precios de la energía y la necesidad de mantener bajos los costes de producción, sino también un incremento en la conciencia del impacto ambiental en la sostenibilidad de la organización.

Con los sistemas neumáticos, hay básicamente tres formas diferentes de conseguir ahorrar energía: detección de pérdidas, diseño, y diagnóstico de máquinas avanzado. En este artículo haremos un esbozo de cada una.

Detección de grietas

Es esencial un buen programa de detección de pérdidas. Así conseguiremos disminuir el consumo de aire comprimido y los costes asociados ya que las pérdidas generan un derroche de aire comprimido, que se traslada a pérdidas de energía. Adicionalmente, las grietas crean pérdidas de presión que pueden ralentizar los procesos de producción y previenen que las máquinas funcionen a su capacidad pico.

En un estudio realizado por el Instituto Fraunhofer en Alemania se concluyó que tan solo implementando un sólido programa de detección de grietas se puede conseguir en la Unión Europea un ahorro energético del 42 % en los sistemas de aire comprimido. El objetivo sería controlar completamente el sistema neumático del compresor (lado del suministro) a cada máquina y dispositivo (lado de la demanda). En el lado de la demanda, usando un detector de pérdidas ultrasónico podemos identificar individualmente las pérdidas en las máquinas.

A partir de aquí, los técnicos pueden categorizar las pérdidas por tamaño e importancia y registrar sus localizaciones. Uno de los métodos más comunes es marcar pérdidas con etiquetas coloreadas conteniendo alguna información básica:

• Localización de las pérdidas en la planta.
• Cuantificación aproximada de las pérdidas en litros/minuto.
• Clasificación del tamaño de las pérdidas y prioridad en la reparación.
• Medidas de reparación requeridas y lista de piezas que se necesitan ser reemplazadas.
• Tiempo de reparación estimado y, si es necesario, tiempo de parada de las máquinas.
• Accesibilidad de las máquinas durante la producción.
• Observaciones relativas a las oportunidades de mejora del diseño general.

Esta información se agregará en un informe y se revisará en un periodo de tiempo, subrayando áreas con problemas en la planta de producción. Esto puede incluir localizaciones de la planta propensas a problemas, tipos específicos de máquinas y equipos, o diseños particulares que pueden causar problemas; o necesitar un ajuste del compresor en los cambios de producción.

Tales programas de detección de grietas producen varios beneficios. Primero, los programas de detección de grietas usualmente no necesitan parar las máquinas, a menos que la detección se lleve a cabo en piezas de una máquina que son inaccesibles cuando están en operación.

En segundo lugar, estos programas no son excesivamente caros. Un detector de grietas ultrasónico es bastante barato, típicamente en el rango de $ 500 – $ 3000, para un dispositivo que es conveniente para la mayoría de las localizaciones y puede detectar la mayoría de las grietas. El auricular que viene con el detector de grietas permite la cancelación del ruido, permitiendo así su uso en ambientes de producción donde las grietas no son audibles.

Finalmente, una vez que las grietas se han marcado y documentado, el personal de mantenimiento puede fijarlas de forma programada cuando las máquinas están paradas.

Gestión del aire

Adicionalmente a la gestión de las grietas, es importante implementar un programa riguroso de gestión del consumo de aire. El conocimiento del consumo de aire de cada máquina durante diferentes procesos es un prerrequisito vital para el dimensionamiento del tamaño del sistema de suministro de aire comprimido y las líneas de distribución y la determinación de las pérdidas por grietas.

Los expertos recomiendan que tales ensayos se hagan periódicamente, tanto durante las operaciones de las máquinas como en las paradas. Las características que pueden proporcionar mejores perspectivas incluyen el consumo por ciclo de máquina, el consumo promedio por minuto, la presión promedio, y las tasas de caudal máximas y mínimas. 

Un buen programa de gestión de la calidad del aire contempla las medidas que pueden ser tomadas en el campo. Mucho personal de producción y mantenimiento aún no comprende que un aire de mala calidad puede originar enormes pérdidas monetarias. Los contaminantes tales como aceite, condensación de agua, y partículas reducen la vida en servicio de los componentes ya que se acelera el desgaste abrasivo, se origina corrosión, y se degradan los lubricantes en los componentes neumáticos.

El mantenimiento de los contaminantes bajo control ayuda a incrementar la disponibilidad de la máquina y la fiabilidad del proceso mientras se reducen los costes de mantenimiento. El personal de mantenimiento debe inspeccionar regularmente filtros y unidades de preparación de aire, medir el punto de rocío de presión y contenido de aceite en las líneas de distribución de aire, y documentar y analizar resultados.

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