¿Cómo que el aire comprimido no es gratis? ¡Lo usamos todos los días!

por Doug Waetjen, de UE Systems, Inc.

Es increíble que, aunque se hable tanto en distintos medios de comunicación sobre la energía y la reducción de las emisiones de carbono, la mayoría del personal de las plantas no se dé cuenta de que hay oportunidades increíbles para reducir el derroche de energía y las emisiones de carbono justo delante de sus narices. Son oportunidades que podrían mejorar muchísimo la competitividad de su empresa.

De hecho, muchos directivos no se dan cuenta de que no siempre es necesario embarcarse en grandes proyectos que requieren mucha inversión y que generan beneficios a largo plazo. A menudo, o bien no conocen o simplemente pasan por alto proyectos económicos con beneficios a corto plazo, casi inmediatos, que mejorarían la eficiencia energética de sus plantas.

Una solución consiste en detectar y reparar fugas en sistemas como los de aire comprimido y vapor. Estos programas suelen ofrecer un retorno de la inversión muy rápido y espectacular. En algunos casos, esto se ha traducido en cientos de miles e incluso millones de dólares al año sin necesidad de una gran inversión de capital.

El aire comprimido es un servicio que ofrece un enorme potencial de ahorro. El problema es que hay mucha gente en las plantas que no acaba de entender que el aire comprimido no es gratis. Existe la idea de que, como solo es aire y se usa a diario, es gratis y no hay que prestarle mucha atención, aunque haya fugas evidentes. Por desgracia, esto está muy lejos de la realidad. El aire comprimido es un servicio extremadamente caro.

De hecho, allá por 1995, el Departamento de Energía de EE. UU. puso en marcha la iniciativa «Compressed Air Challenge» para ayudar a la industria a reducir el uso de aire comprimido en un 10 % para 2010. Habían señalado que el aire comprimido es uno de los servicios más caros de las plantas y que, de todo el aire comprimido que se produce en EE. UU., el 30 % se perdía por fugas. ¡Calcularon que el coste anual rondaba los 3.2 mil millones de dólares!

¿Por qué es tan caro el aire comprimido? Su producción es extremadamente costosa y su uso muy ineficiente. De toda la energía necesaria para producir aire comprimido, menos del 20 % de la energía aportada queda disponible para su uso. Eso significa que el 80 % de lo que se paga ya se ha consumido antes de que el aire comprimido llegue al sistema de distribución. Te pongo un ejemplo de lo ineficiente que es el aire comprimido. Si comparamos el coste de funcionamiento de un motor eléctrico de un caballo de potencia con el de un motor de aire comprimido de la misma potencia, el primero podría costar 200 dólares al año, mientras que el segundo, 1.500 dólares al año.

Una forma sencilla de actuar en las instalaciones que usan aire comprimido es programar auditorías periódicas del aire comprimido y estudios de fugas. Estos estudios de fugas suelen revelar que el coste del aire desperdiciado repercute en la factura de la luz, con cifras que van desde decenas de miles hasta cientos de miles de dólares al año.

El gráfico de abajo es un ejemplo de lo caras que pueden resultar las fugas de aire comprimido. Aunque las cifras se refieren a una sola fuga, imagínate el coste de cientos de fugas con magnitudes que van desde $1/16$ ¡hasta 3/4 de pulgada!

Aunque el diseño y la eficiencia del compresor son factores importantes a tener en cuenta en lo que respecta a la eficiencia del sistema, hay otros dos factores que contribuyen al consumo excesivo de energía en un sistema de aire comprimido: las fugas y el uso incorrecto.

A nivel de la planta, hay muchos trabajadores que dan por hecho que «el aire es gratis» y, por eso, a menudo se usa mal y se desperdicia. Se ignoran las fugas de aire. No es raro pasear por una planta en la que se oyen esos característicos silbidos fuertes asociados a fugas importantes y que se dan por sentados como ruido de fondo. Si las fugas son demasiado ruidosas como para tolerarlas, hemos visto cómo se envuelven con trapos o cinta adhesiva para reducir el nivel de ruido y que el ambiente sea más agradable para el personal de la zona. También se han observado abusos. A veces, el personal ha colocado mangueras de aire de forma que enfríen continuamente su espacio de trabajo. ¡En un caso concreto, se instaló en una planta una caja metálica cerrada con una manguera de aire que salía por la parte superior, colocada de tal forma que soplara aire continuamente sobre latas de refresco para mantenerlas frescas!

Los ingenieros también han malinterpretado la ineficiencia y el coste asociados al aire comprimido. Algunas prácticas habituales que suponen un derroche y un gasto elevado en muchas plantas son usar aire comprimido para soplar y enfriar los cojinetes o para soplar continuamente sobre las cintas transportadoras con el fin de limpiarlas. Hemos visto válvulas de purga que se dejan abiertas con grandes carteles de advertencia colocados en los depósitos que dicen: «No cierres esta válvula, déjala abierta».

Una forma sencilla y económica de reducir el desperdicio de aire comprimido en las instalaciones es poner en marcha una campaña de concienciación. Las reuniones suelen ser un buen punto de partida para hablar del coste del desperdicio energético y, sobre todo, de su impacto en los costes operativos. Puedes pedir al personal que te ayude a detectar los usos incorrectos y animarles a que se lo cuenten a sus compañeros. Se pueden colocar carteles motivadores por toda la planta para mostrar comportamientos que suponen un derroche y sugerir cambios. Se pueden usar boletines informativos para promocionar la campaña. Se puede instalar un buzón de sugerencias y dar recompensas o premios a la sugerencia más eficaz. En algunos casos, se han dado al personal recompensas económicas en función del valor de la sugerencia.

Como parte del uso indebido o incorrecto del aire comprimido, puedes hacer un estudio para buscar alternativas al aire comprimido. Por ejemplo, en lugar de soplar aire comprimido sobre un cojinete, prueba con un ventilador. En lugar de mezclar o agitar con aire, prueba con una batidora eléctrica. Anticiparte al problema y buscar recursos alternativos puede ayudarte a reducir notablemente la factura de la luz.

Dado que alrededor del 30 % de todo el aire comprimido que se produce se pierde por fugas, es imprescindible que una instalación cuente con un programa de detección de fugas de aire comprimido. No solo se trata de un enfoque «que no requiere una gran inversión de capital» y relativamente económico, sino que los resultados se notan en cuanto se reparan las fugas. El consumo de energía, sobre todo la reducción del consumo eléctrico, también influirá en la huella de carbono de una planta.

Las inspecciones para detectar fugas de aire comprimido requieren planificación, personal, formación, equipamiento, identificación, elaboración de informes y seguimiento.

Sin una planificación adecuada, el programa puede fracasar y resultar ineficaz. La planificación incluye consultar con la dirección y el personal de la planta, así como observar y revisar el sistema de aire comprimido. Se recomienda hacer un «recorrido» antes de cualquier inspección. Esto sirve para organizar mejor la inspección, dividiéndola en pequeñas partes más manejables. Así se pueden detectar problemas de seguridad y planificar la logística del recorrido, lo que puede incluir por dónde empezar y dónde terminar en cada sección concreta. Un recorrido también ayuda a planificar qué equipo vas a necesitar. ¿Necesitas llaves para abrir armarios, linternas para zonas con poca luz, escaleras o plataformas elevadoras, o módulos especiales para las tuberías del techo?

El personal debe conocer los objetivos del programa y saber cómo llevar a cabo una inspección de fugas.

La formación proporciona al personal los conocimientos y métodos necesarios para realizar una inspección de forma eficaz. Los inspectores que han recibido la formación adecuada aprenden a planificar y llevar a cabo una inspección de fugas de aire comprimido utilizando técnicas de inspección que evitan problemas como la identificación errónea o el etiquetado incorrecto, lo que podría dar lugar a errores costosos y resultados poco fiables. También aprenden a utilizar herramientas de generación de informes para calcular y demostrar el ahorro que supone la inspección.

Usar el equipo adecuado para el trabajo aumentará la eficacia de la inspección. La herramienta más habitual para las inspecciones de fugas de aire comprimido es un detector ultrasónico. Estos instrumentos detectan los componentes de alta frecuencia de la turbulencia que producen las fugas de aire.

Por su naturaleza direccional, el ultrasonido es una señal localizada, lo que hace que sea relativamente fácil localizar el origen de la fuga. Si el aparato no es lo bastante sensible, es posible que se pasen por alto algunas fugas de tamaño medio. Si hay problemas de accesibilidad, como fugas en techos, en capas de tuberías, detrás de paredes o bajo tierra, habría que plantearse el uso de módulos especiales que se adapten a estas situaciones.

Es muy importante identificar las fugas. Hay que etiquetar la fuga y, si es posible, fotografiarla para ayudar a los encargados de la reparación a localizarla y arreglarla. Una etiqueta grande y de colores llamativos puede ser de gran ayuda. Si es posible, se puede usar un sistema de etiquetado para relacionar la fuga con su ubicación, el componente afectado, la presión, los CFM o incluso el coste de la reparación.

Cualquier inspección requiere un informe. Un informe puede ser una forma de «gestión de fugas». Un informe de fugas debería ser útil en muchos aspectos. El informe ayuda a identificar la fuga concreta, el número de fugas, un número de identificación que se pueda relacionar con una orden de trabajo y la ubicación de las fugas. Algunos informes también incluyen un resumen del ahorro de costes identificado y «realizado», junto con la reducción de la huella de carbono identificada y «realizada». Lo «realizado» se refiere a las fugas que se han reparado, lo que representa el ahorro real de una inspección. Por desgracia, ha habido casos en los que las buenas intenciones han acabado en errores costosos, simplemente porque las inspecciones se realizaron sin tener en cuenta la planificación de la reparación de las fugas.

Hay programas que permiten sumar los resultados de las inspecciones a lo largo del tiempo para mostrar el ahorro acumulado anualizado. Otras funciones de generación de informes pueden incluir la demostración de la reducción de la huella de carbono asociada al coste energético de las fugas. A continuación te mostramos algunos ejemplos de este tipo de informes.

Fíjate en las columnas que dicen «Ahorro por fugas detectadas» y «Ahorro por fugas reparadas». El ahorro solo se consigue cuando se repara una fuga.

Es necesario que todas las partes responsables de la inspección de fugas estén en la misma onda. La comunicación es clave. Los responsables de mantenimiento y los planificadores deben entender la importancia de arreglar las fugas y de establecer un calendario viable. Por ejemplo, si en una inspección se detectan 200 fugas y el informe se entrega a los responsables de las reparaciones sin ninguna explicación, existe la posibilidad de que estas fugas se vean como 200 órdenes de trabajo adicionales y se dejen sin atender. Si en las reuniones sobre las reparaciones participara el equipo de reparaciones, se podría establecer un método para dividir las reparaciones en pequeñas partes manejables, empezando por las fugas más costosas o agrupando las que estén cerca unas de otras, lo que haría que la reparación de las fugas fuera más eficiente. La participación y la comunicación te ayudarán a ahorrar costes y a que el programa sea un éxito.

El seguimiento de las reparaciones indicadas ayudará a garantizar que las fugas se hayan reparado realmente y que no hayan surgido otras nuevas a raíz de la reparación. También incluirá una revisión de las presiones del sistema para restablecer los ajustes originales. Por último, el análisis de toda la inspección ayudará a organizar la logística de todas las inspecciones posteriores.