Cómo determinar el costo del aire comprimido en su instalación
Los sistemas de aire comprimido son un recurso valioso para muchas empresas e instalaciones industriales. Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, alrededor del 10% del consumo de electricidad se destina solo a la generación de aire comprimido. Algunas instalaciones llegan incluso al 30 % o más.
No es sorprendente ya que el aire comprimido es una utilidad útil generada en el sitio. Puede accionar herramientas, limpiar superficies y realizar tareas complicadas como operar controles neumáticos.
Sin embargo, antes de que pueda aprovechar sus beneficios, debe comprender cómo calcular su costo. En este artículo, explicaremos los conceptos básicos de los precios del aire comprimido.
El aire comprimido como uno de los usos de energía más caros
El costo del aire comprimido es uno de los usos de energía más costosos en una instalación industrial. Se necesita mucha energía para comprimir el aire y hacerlo disponible para su uso.
Un desglose típico de los componentes de costo de un compresor de 100 caballos de fuerza (hp) que funciona al 80 % de su capacidad podría verse así:
- Electricidad (70% )
- Mantenimiento (5 % )
- Fugas en el sistema de aire comprimido (20 % )
- Otros equipos operativos (p. ej., filtros y secadores) (5 % )
Como puede ver, la gran mayoría del costo (70%) está relacionado con la electricidad requerida para alimentar el compresor. En términos de mantenimiento, el 5 % se considera muy bueno para un sistema de aire comprimido.
Los dos últimos componentes de costos, fugas y otras operaciones de equipos, a menudo se pasan por alto, pero pueden representar una parte significativa del costo total. Las fugas de aire comprimido pueden representar el 20 % o más del costo total de operación de un sistema.
Determinación del costo del aire comprimido
Ahora que hemos analizado los componentes del costo del aire comprimido, veamos cómo calcular el costo. Esta es la fórmula utilizada para calcular el costo del aire comprimido en función del costo de la electricidad:
Coste del aire comprimido =(bhp) x (0,746) x (número de horas de funcionamiento) x ($/kWh) x (% de tiempo) x (% bhp a plena carga) / Eficiencia del motor
Las variables involucradas en esta fórmula:
- CV =potencia al freno o potencia al eje del compresor (Potencia requerida para hacer funcionar el compresor. Se puede verificar en los detalles de especificación del equipo)
0,746 =el factor de conversión de hp a kW
- $/kWh =costo de 1 kWh de electricidad en dólares
- % de tiempo =el porcentaje de tiempo que el compresor está funcionando a plena carga
- %CV a plena carga =el porcentaje de potencia de frenado que utiliza el compresor mientras está funcionando. Esto debe verificarse monitoreando el consumo de amperaje en el motor del compresor mientras está en funcionamiento.
- Eficiencia del motor =el porcentaje de eficiencia del motor eléctrico en este nivel de operación.
Ejemplo 1:
Supongamos que tiene un compresor de 50 hp que funciona 8000 horas al año. El costo de la energía es de $0.10 por kWh y el motor del compresor tiene una eficiencia del 80%. Se midió el amperaje que consume el motor del compresor mientras está en funcionamiento y resultó ser de 56 amperios.
El costo del aire comprimido se calcularía de la siguiente manera:
Coste del aire comprimido =(50 bhp) x (0,746) x (8000 horas) x ($0,10/kWh) x (100 % del tiempo) x (56 % bhp a plena carga) / (80 % de eficiencia del motor)
Costo del aire comprimido =$20,888 por año
Como puede ver, el costo del aire comprimido puede ser alto. En este ejemplo, costaría un poco más de $20,000 por año operar el compresor.
Ahora veamos otro ejemplo para ver cómo cambiar algunas de las variables puede afectar el costo.
Ejemplo 2:
Supongamos que su planta de fabricación tiene un compresor de 100 hp (requiere 110 hpb), que funciona a 7000 por hora al año.
La máquina está completamente cargada el 85 % del tiempo (con una eficiencia del motor del 95 %) y descargada el resto del tiempo (tiene 25 % hpb a plena carga y una eficiencia del motor del 90 %). La tarifa eléctrica agregada es de $0.10/kWhr.
El costo cuando está completamente cargado:
((110 hp) X (0.746) X (7000 h) X ($0.10/kw-hr) X (0.85) X (1.0))/.95 =$51.396.00
El costo cuando se carga parcialmente:
((110 hp) X (0.746) X (7000 h) X ($0.10/kw-hr)X (0.15) X (0.25))/.90 =$2393.00
Costo anual de energía =$51,396.00 + $2393.00 =$53,789.00
Costos típicos de vida útil del aire comprimido en perspectiva
Si bien el costo del aire comprimido puede ser alto, es importante mantenerlo en perspectiva. La mayor parte del costo está relacionado con la electricidad, que es un costo relativamente estable.
Un compresor de 75 hp operado dos turnos por día durante cinco días a la semana a un total de $0.05/kWh durante más de diez años puede verse así:
- Equipamiento:12%
- Mantenimiento:12%
- Electricidad:76%
Además, el costo del aire comprimido suele ser un pequeño porcentaje del costo total de producción. Por ejemplo, en una planta típica de alimentos y bebidas, el costo del aire comprimido suele ser inferior al 1 % del costo total de producción.
En la mayoría de los casos, el costo del aire comprimido es una parte relativamente pequeña del costo total de producción. Sin embargo, hay algunos casos en los que el costo del aire comprimido puede ser una parte importante del costo total de producción.
Por ejemplo, en una planta que utiliza aire comprimido para moldear por soplado o para esterilizar material de empaque, el aire comprimido puede representar una parte significativa del costo total de producción.
Comprender las mejores prácticas Programa
BestPractices es un programa desarrollado por el Compressed Air and Gas Institute (CAGI) para ayudar a las empresas a comprender cómo optimizar su uso del aire comprimido.
El programa brinda a las empresas pautas para reducir el costo del aire comprimido mientras se mantiene o mejora la calidad. Al seguir las pautas de BestPractices, las empresas pueden ahorrar dinero mientras se aseguran de usar el aire comprimido de manera eficiente.
El programa BestPractices también puede ayudar a las empresas a evitar posibles problemas que podrían provocar tiempos de inactividad u otros problemas de producción.
Reflexiones finales
El costo del aire comprimido puede ser alto, pero es importante mantenerlo en perspectiva. La mayor parte del costo está relacionado con la electricidad, que es un costo relativamente estable. Lo que es más importante, monitorear este costo puede beneficiar a las empresas, ya que puede ayudar a identificar áreas potenciales para mejorar la eficiencia.
Además, el programa BestPractices proporciona pautas sobre cómo optimizar el uso de aire comprimido, lo que puede ayudar a las empresas a ahorrar dinero y garantizar que utilicen el aire comprimido de manera eficiente.
John Henry Foster es su socio para sistemas y servicios de aire comprimido de alta calidad. Si tiene alguna pregunta sobre sus sistemas y piezas de aire comprimido, no dude en contactarnos hoy.
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