Ahorro energetico en neumatica

Jornada técnica
Ahorro energético en sistemas de aire comprimido

EL AHORRO ENERGÉTICO

EN LOS SISTEMAS NEUMÁTICOS

Jornada técnica

Contenido
Coste del Aire Comprimido
Pilares para el Ahorro de Energía
Presión
Sectorización
Medición y control
Calidad de Aire
Estudio de aplicaciones específicas
Resumen

Jornada técnica

Coste del Aire Comprimido – GENERACIÓN

1 Nm3 ≈

Un compresor de 125 CV (90kW) es capaz de proporcionarnos un caudal de
unos 16 m3/min. Funcionando en continuo durante un año consumiría cerca de
80.000 € en energía eléctrica (depende del coste del kW/h)

Jornada técnica

Coste del Aire Comprimido – FUGA / SOPLADO

Programa para el cálculo de las fugas y su coste
Presión (bar) 5,0
Diámetro del orificio (mm) 3,0
Coste del aire (€/Nm3) 0,01
Horas fuga/día 24
Días fuga/año 365

Fugas Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año
420 25,2 220.883,0 0,25 6,05 2.209

Una fuga de 3mm de diámetro soplando a 5 bar consume una
energía equivalente a 5 bombillas de 100W funcionando en continuo

Jornada técnica

Los PILARES del Ahorro de Energía

MEDICIÓN Y CONTROL

CALIDAD DE AIRE
SECTORIZACIÓN
PRESIÓN

Jornada técnica

Presión
Debemos asegurar que la presión a la que trabajen
las máquinas sea la MENOR posible
Programa para el cálculo del consumo en cilindros
Presión (bar) 7,0
Diámetro del cilindro (mm) 50
Número de cilindros 10
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5
Horas trabajo/día 16
Días de trabajo/año 250

Nl/min Nm3/hora Nm3/año €/hora €/día €/año
942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261

Jornada técnica

Presión
Reduciendo la presión de funcionamiento de la máquina de 7 a
5.5bar, ahorraremos casi un 20% en el consumo de energía. Las
FUGAS de la máquina se reducirán también en un 20%
Programa para el cálculo del consumo en cilindros
Presión (bar) 5,5
Diámetro del cilindro (mm) 50
Número de cilindros 10
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837

Jornada técnica

Presión
8
7
6
5 TIPO 1
TIPO 2
4
TIPO 3
3
COMPRESOR
2
1
0
Máquina Máquina Máquina Máquina Máquina
1 2 3 4 5

Al reducir la presión podemos encontrarnos con 3 casos
diferentes. Debemos analizar nuestra instalación

Jornada técnica

Presión
AR: Reducción de la presión por
máquina

EVBA: Aumento de la presión sólo
para aplicaciones puntuales

ISE30: Control visual y mediante
señales digital/analógicas del rango
de presión adecuado

Jornada técnica

Sectorización
Formas de sectorizar nuestro
circuito:
Por Zonas → Se consigue eliminar
FUGAS en periodos de no operación
Por Niveles de Presión → Se
consigue reducir el consumo de las
máquinas y de las fugas

Jornada técnica

Sectorización
Presión (bar) 7,0
COSTE ENERGÉTICO
Diámetro del cilindro (mm) 50 TOTAL ANUAL
Número de cilindros 10 3.635 €
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261

Presión (bar) 7,0
Horas fuga/día 24
Días fuga/año 365

261 15,7 137.438,3 0,16 3,77 1.374

Jornada técnica

Reduciendo la presión de trabajo de la
Sectorización máquina de 7 a 5.5 bar hemos reducido
su consumo energético en un 20%

Presión (bar) 5,5
COSTE ENERGÉTICO
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837

Presión (bar) 5,5
Horas fuga/día 24
Días fuga/año 365

205 12,3 107.987,2 0,12 2,96 1.080

Jornada técnica
Reduciendo la presión y cortando el
suministro en periodos de no operación,
Sectorización reducimos su consumo energético en un
36%
Presión (bar) 5,5
COSTE ENERGÉTICO
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837

Presión (bar) 5,5
Horas fuga/día 16
Días fuga/año 250

205 12,3 49.309,2 0,12 1,97 493

Jornada técnica

Sectorización
AV: Corte por máquina,
arranque progresivo y
descarga

EVNB especial: Corte
en línea hasta 2”, bajo
consumo 0.5W y
apertura retardada

Jornada técnica

Medición y Control
Un soplado con una boquilla de 5mm de diámetro
consume la misma cantidad de aire que 300
cilindros de diámetro 50mm y carrera 100mm
haciendo 1 ciclo/min funcionando a 5 bar

Ø5 mm = 300 X

Es habitual que el nivel de fugas en un sistema
suponga un alto % (>25) del consumo energético
total de una instalación

Jornada técnica

Medición y Control
El mayor problema que encontramos
para reducir fugas es como
localizarlas. No es fácil saber en que
puntos de nuestros sistema se están
produciendo fugas

El sistema de redes interconectado
hace que no podamos conocer
cuanto aire se está consumiendo en
cada parte del sistema

Jornada técnica

Medición y Control
Presión (bar) 7,0
COSTE ENERGÉTICO
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261

Presión (bar) 7,0
Horas fuga/día 24
Días fuga/año 365

261 15,7 137.438,3 0,16 3,77 1.374

Jornada técnica

Medición y Control Si identificamos la fuga y la eliminamos
habremos reducido su consumo
energético en un 38%

Presión (bar) 7,0
COSTE ENERGÉTICO
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

942 56,5 226.080 0,57 9,04 2.261

Presión (bar) 7,0
Horas fuga/día 24
Días fuga/año 365

0 0,0 0,0 0,00 0,00 0

Jornada técnica
Reduciendo la presión de trabajo y
cortando el suministro de aire en periodos
Medición y Control de no operación, y eliminado FUGAS,
hemos reducido su consumo
energético en un 50%

Presión (bar) 5,5
COSTE ENERGÉTICO
Carrera (mm) 600
Ciclos/min 5

765 45,9 183.690 0,46 7,35 1.837

Presión (bar) 5,5
Horas fuga/día 24
Días fuga/año 365

0 0,0 0,0 0,00 0,00 0

Jornada técnica

Medición y Control
PF2A: Flujostato digital
programable hasta 2”.
Visualización de caudal
instantáneo y acumulado,
salidas por pulsos,
digitales y analógicas
Control de consumos
Seguimiento nivel de
fugas e identificación de
las mismas
Mantenimiento del nivel
óptimo de consumo

Jornada técnica

Calidad de Aire
La concentración de contaminantes
al comprimir el aire a 7 bar aumenta
en un 800%

Polvo, suciedad, polen, humos, emisiones de gases y otras partículas
Vapor de agua
Aceite, hidrocarburos no quemados
Gases cáusticos: Óxidos de azufre, óxidos de cloro y compuestos de
Cloro

Jornada técnica

Calidad de Aire
Oxidación Pérdidas de carga

Humedad Condensación Pérdida de volumen
aire acumulado

Fugas en las redes y
Corrosión elementos

Partículas, polvo… Obstrucción de la maquinaria

Aceite, hidrocarburos Pérdida calidad en producto final

Jornada técnica

Calidad de Aire: ISO 8573.1
Calidad Partículas Agua Aceite
Grado tamaño en max.concen- max. PRP max.concentración
micras tración mg/m3 (°C) mg/m3
1 0,1 0,1 -70 0,01
2 1 1 -40 0,1
3 5 5 -20 1
4 15 8 +3 5
5 40 10 +7 25
6 - - +10 -

Por ejemplo: Aire comprimido de calidad grado 1.4.2.
Significa: Partículas de 0,1 micra y 0,1 mg/m3, agua +3°C PRP,
aceite 0,1 mg/m3

Jornada técnica

Calidad de Aire
IDFA: Secador frigorífico de aire 3ºC
Punto de Rocío a Presión (-,4,-)

AF y AM: Filtración de partículas y
aceite entre 3 y 0,01 mm (1,-,1)

IDG: Secador de membrana para aire
extremadamente seco -42º PRP (-,2,-)

Jornada técnica

Estudio de aplicaciones específicas
En la máquina del ejemplo ya hemos visto como reducir un 50% de
energía consumida. Podemos conseguir un mayor ahorro si por
ejemplo los cilindros del caso visto, sólo realizasen trabajo en un
sentido…
Cálculo de ahorro económico Podríamos conseguir
utilizando las válvulas ASR/ASQ
un ahorro adicional de
Datos del actuador:
Nº de ciclos por minuto 5
420 €/año, reduciendo
Nº de horas trabajo por día
Nº de días trabajo por año
16
250
el consumo energético
Presión de trabajo (bar)
Presión de retroceso (bar)
5,5
2,5 de la máquina en un
Diámetro mm 50
Carrera mm 600 62% con respecto a la
Coste del aire en la planta:
Euros/Nm3 0,01 situación inicial.

Ahorro anual: 42,39 Euros

NOTA 1: Después de introducir cada valor pulsar enter para que se actualize el Ahorro anual.
NOTA 2: Es imprescindible instalar ambas vávulas en el actuador, ya que en caso de faltar una de ellas no conseguiríamos el ahorro energético.
EJEMPLO: Para un cilindro de diámetro 100, carrera 500, presión de trabajo 5bar, presión de retroceso 2 bar,
que realice 15 ciclos por minuto (24h/día); el ahorro anual en euros será de 1271,7 euros (siendo el coste del aire 0,02 euros/Nm3)

Jornada técnica

Resumiendo…
Análisis de la instalación
Coste del kWh
Gasto energético
Consumos de aire comprimido
Análisis del nivel de FUGAS
Turnos de trabajo
Tipología de las redes
¿Podemos reducir la presión?
¿Podemos sectorizar?
¿Nos interesa la medición continua / puntual?
¿Tenemos problemas con la calidad del aire?
… realizar estudio de aplicaciones específicas (vacío,…)
Propuestas y Amortización

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