Reducción del costo del aire comprimido

Reducción del costo del aire comprimido

E
l aire comprimido a presiones manométricas de 550 a 1000 kPa  normalmente se usa en las instalaciones industriales para realizar una  amplia variedad de labores como limpiar, operar equipo neumático e  incluso para la refrigeración. Es a menudo llamado el cuarto servicio después de la electricidad, el agua y el gasnatural o petróleo. En  las instalaciones de producción, hay una gran perdida de energía asociada con los sistemas de aire comprimido y una generalizada falta de conocimiento sobre las oportunidades de conservar la energía. Una porción considerable de la perdida de energía asociada con los sistemas de aire comprimido puede evitarse si se siguen algunas medidas de sentido común. Se discutirá acerca delas perdidas de  energía relacionadas con estos sistemas y los costos que ocasionan.

Introducción

Algunos métodos primitivos de producir un chorro de aire para mantener el fuego vivo en los hornos, como bolsas de aire y la caja de viento China, datan al menos del año 2000 a.C. La trompa de agua que comprime el aire gracias a la caída de agua en un tubo usada en laforja mediante soplado, se cree que ha sido empleada desde el año 150 a.C. En 1650, Otto van Guericke hizo grandes mejoras en el compresor y la  bomba de vacío. En 1683, Papin propuso utilizar el aire comprimido para transmitir potencia a largas distancias.

En 1829, William Mann recibió una patente para la compresión de aire en etapas múltiples. En 1830, Thilorier fuereconocido por comprimir en etapas los gases a presiones altas. En 1890, Edward Rix transmitió potencia con aire a lo largo de varias millas para operar maquinas de elevación en la mina North Star, cerca de Grass Valley, California, usando un compresor impulsado por turbinas Pelton. En 1872, el enfriamiento fue adaptado para aumentar la eficiencia rociando agua directamente en el cilindro a través delas válvulas de entrada de aire.

Esta “compresión húmeda" se abandono después debido a los problemas que causaba. El enfriamiento externo entonces fue llevado a cabo mediante camisas de  agua en los cilindros. El primer compresor de gran potencia empleado en Estados Unidos fue una unidad con cuatro cilindros construida en 1866 para ser utilizada en el túnelHoosac. El enfriamiento se realizo primero por medio de la inyección de agua en el cilindro y después haciendo pasar una corriente de agua sobre este. Los avances mas importantes en la tecnología moderna para compresores se deben a Burleigh, Ingersoll, Sergeant, Rand y Clayton, entre otros.

Los compresores operan en el rango de unos cuantos caballos de fuerza hasta mas de 10000 hp según su tamaño ydentro de la mayoría de las instalaciones industriales están entre el equipo de mayor consumo de energía.

Los fabricantes identifican rápidamente las perdidas de energía en superficies calientes, así como el necesario aislamiento de estas. Sin embargo, les falta sensibilidad cuando se trata de  ahorrar aire comprimido, ya que ven el aire como algo gratuito yel único momento en que las perdidas de aire y los filtros de aire sucios consiguen un poco de atención es cuando las perdidas tanto de aire como de presión interfieren con el funcionamiento normal de la central. Sin embargo, una buena atención al sistema de aire comprimido y la práctica de algunas medidas simples de conservación pueden producir considerables ahorros de energía y costos.Las caídas de presión, en los puntos finales de uso son muy comunes, del orden de 40 por ciento respecto de la presión de descarga del compresor. La mala instalación y deficiente mantenimiento puede considerarse en hasta 50 por ciento de la energía consumida por el compresor, cantidad de la que puede ahorrarse más de la mitad si se toman algunas sencillas medidas....