German Luna
Por: Jose Angel Nava (Ingeniero electro-mecánico – KAESER México)
Un sistema de aire comprimido consta de equipo para la generación, tratamiento y una red de tuberías instalados en una planta para el trasporte del aire. En el ramo industrial, uno de los problemas más comunes son las fugas, ya que estas pueden representar entre un 20% y un 30% de la capacidad de generación de los compresores instalados, lo cual en empresas con bajo mantenimiento se traduce en un desperdicio energético de miles de dólares.
Las principales fuentes de fugas se logran ubicar en las conexiones directas a máquina o cerca de puntos de consumo, como lo son las siguientes:
o Válvulas en general
o Reguladores
o Conexiones rápidas
o Herramientas neumáticas
o Junta de tuberías y mangueras
Pérdidas operativas
Las fugas se pueden considerar como un desperdicio de energía, pues el aire simplemente se escapa hacia la atmosfera sin generar ningún trabajo, aire que se pudiera emplear para otros fines productivos.
Cuando la cantidad de fugas incrementa considerablemente, la presión en punto de consumo desciende, a lo cual comúnmente el consumidor incrementa la presión de operación de trabajo de los compresores, agravando la situación, pues a mayor presión, el flujo de aire que se escapa es mayor tal como se muestra en la Tabla 1, Así mismo, existe una regla general que nos indica que por cada 2 psi de incremento en la presión de operación de los compresores se eleva un 1% el consumo de energía en la generación.
Tabla 1.- Costos y consumo de aire a diferentes presiones de un orificio de 3mm.
a) Costos de Mantenimiento
Los compresores al tratar de mantener la presión establecida por el usuario en un sistema con fugas operan por mayor tiempo, reduciendo los intervalos para mantenimiento del compresor y de los elementos que integran la parte de tratamiento, incrementando los costos de operación, por lo tanto, el tiempo de servicio se acorta.
De igual forma al requerir mantenimiento en intervalos más cortos aumentan los tiempos de paro del equipo para realizar el mantenimiento preventivo y esto se puede convertir en un problema crítico al no contar con un equipo de respaldo.
b) Bajo Rendimiento en Maquinas
Al disminuir la presión por la demanda excesiva de las fugas, las máquinas y herramientas neumáticas se vuelven más lentas, dando como resultado baja productividad o en algunos casos daños en el producto por el mal funcionamiento de la máquina, lo que eleva los costos de producción.
c) Contaminación Auditiva
Para muchas empresas, un plan de detección y corrección de fugas se realiza principalmente por cuestiones económicas, sin embargo existe una estrecha relación con el ambiente laboral, debido a que los tonos elevados y continuos resultan molestos y dentro de las actividades laborales pueden llegar a disminuir el rendimiento de un trabajador, como lo registran algunos estudios de salud auditiva.
Métodos de detección de fugas
Existen algunos métodos sencillos para la detección de fugas como el escuchar, aplicar agua con jabón y ultrasonido. Todos con el fin de detectar y disminuir la cantidad de fugas.
a) Escuchar
Un método muy simple consiste en escuchar el sonido de una fuga para detectar su ubicación y quizá palpar para revisar. Este método solo funciona para fugas grandes que generen un ruido elevado.
b) Agua con Jabón
Otro método sencillo el cual requiere de un mezcla de agua con bastante jabón y una brocha para untar la mezcla en las uniones de la tubería donde se sospeche existe una fuga, si existe fuga se van a generar burbujas alrededor de la tubería.
El proceso de barrido de la tubería para detectar fugas en cada unión requiere de mucho tiempo.
c) Ultrasonido
La detección de fugas mediante ultrasonido abarca un amplio rango de fugas, ya que estos equipos cuentan con un ajuste de frecuencia para diferentes niveles de ruido. Otra ventaja es que se puede dar dirección de forma específica sin verse afectados los resultados por el ruido de la planta. Así mismo, la tarea se lleva a cabo de forma sencilla y rápida.
El ultrasonido consiste en detectar los flujos turbulentos que se generan al fugarse el aire comprimido por algún orificio y este puede ser escuchado con los audífonos que son parte del equipo. Algunos modelos vienen equipados con una pantalla donde se muestra el nivel de ruido en decibeles.
Corrección de fugas
La mayoría de las fugas se crean en conexiones o uniones de accesorios y gran parte se debe a la falta de material sellante o al uso de piezas de baja calidad. Se debe reemplazar cualquier pieza dañada e instalar adecuadamente una nueva para evitar fugas a futuro.
Si las fugas no se corrigen una vez detectadas al final esta tarea será solo un gasto adicional, es recomendable empezar por las fugas grandes e idear un plan para eliminar la mayor cantidad de fugas, también se debe contemplar que algunas de estas se tendrán que reparar en paros de planta debido a la ubicación de las mismas.
Auditorias de fugas
Una auditoria de fugas, consiste en realizar un recorrido a través de la tubería con una pistola de ultrasonido en busca de fugas y una vez detectadas estas deben ser etiquetadas con un número de fuga, ubicación y severidad. Estas etiquetas deben permanecer en sitio hasta que estas sean reparadas.
Al término del etiquetado se debe realizar un conteo de fugas y generar un costo estimado por desperdicio de energía.
Conclusión
Definitivamente se deben hacer esfuerzos por mantener un sistema hermético de aire comprimido o con la menor cantidad de fugas posibles, así se podrá alcanzar una mejor eficiencia energética, la mejor manera de llevar esto a
cabo es mediante una auditoria de fugas y un plan completo de reparación y monitoreo de nuevas fugas.
Se debe concientizar a los empleados a cerca de la magnitud de los problemas y costos que generan las fugas y hacerles notar el beneficio de reportar cualquier fuga.