Calcule los Costos de Aire Comprimido de su Instalación: Guía Paso a Paso

Los sistemas de aire comprimido son un recurso valioso para muchas empresas e instalaciones industriales. Según el Departamento de Energía de Estados Unidos, alrededor del 10% del consumo de electricidad se destina solo a generar aire comprimido. Algunas instalaciones incluso llegan al 30% o más.

No es sorprendente ya que el aire comprimido es un servicio útil generado in situ. Puede alimentar herramientas, limpiar superficies y realizar tareas complejas como operar controles neumáticos.

Sin embargo, antes de poder aprovechar sus beneficios, necesita entender cómo calcular su costo. En este artículo, explicaremos los fundamentos del precio del aire comprimido.

El Aire Comprimido como Uno de los Usos Más Costosos de Energía

El costo del aire comprimido es uno de los usos más costosos de energía en una instalación industrial. Se requiere mucha energía para comprimir aire y hacerlo disponible para su uso.

Un desglose típico de los componentes de costo para un compresor de 100 caballos de fuerza (hp) operando al 80% de capacidad podría verse así:

• Electricidad (70%)
• Mantenimiento (5%)
• Fugas en el sistema de aire comprimido (20%)
• Otro equipo operacional (ej. filtros y secadores) (5%)

Como puede ver, la gran mayoría del costo (70%) está relacionada 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 costo, fugas y otras operaciones de equipo, 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 operar un sistema.

Determinando el Costo del Aire Comprimido

Ahora que hemos visto los componentes de costo del aire comprimido, veamos cómo calcular el costo. Aquí está la fórmula usada para calcular el costo del aire comprimido basado en el costo eléctrico:

Costo del Aire Comprimido = (bhp) x (0.746) x (# de horas de operación) x ($/kWh) x (% tiempo) x (% bhp carga completa) / Eficiencia del Motor

Las variables involucradas en esta fórmula:

• bhp = caballo de fuerza de freno o caballo de fuerza del eje del compresor (Potencia requerida para hacer funcionar el compresor. Puede verificarse en los detalles de especificación del equipo)

• 0.746 = factor de conversión de hp a kW

• $/kWh = costo de 1 kWh de electricidad en dólares

• %tiempo = el porcentaje de tiempo que el compresor funciona a carga completa

• %bhp-carga-completa = el porcentaje de caballo de fuerza de freno que el compresor usa mientras funciona. Esto debe verificarse monitoreando el consumo de amperaje en el motor del compresor durante la operación.

• Eficiencia del Motor = el porcentaje de eficiencia del motor eléctrico en este nivel de operación.

Ejemplo 1:

Digamos que tiene un compresor de 50 hp que funciona 8,000 horas al año. El costo de energía es $0.10 por kWh, y el motor del compresor es 80% eficiente. El consumo de amperaje en el motor del compresor durante la operación se midió y se encontró en 56 amperios.

El costo del aire comprimido se calcularía de la siguiente manera:

Costo del Aire Comprimido = (50 bhp) x (0.746) x (8,000 horas) x ($0.10/kWh) x (100% tiempo) x (56% bhp-carga-completa) / (80% eficiencia motor)

Costo del Aire Comprimido = $20,888 por año

Como puede ver, el costo del aire comprimido puede ser alto. En este ejemplo, costaría poco más de $20,000 al año operar el compresor.

Ahora veamos otro ejemplo para ver cómo cambiar algunas variables puede afectar el costo.

Ejemplo 2:

Supongamos que su instalación de manufactura tiene un compresor de 100 hp (requiere 110 bhp), que opera 7,000 horas anualmente.

La máquina está a plena carga el 85% del tiempo (con eficiencia del motor 95%) y descargada el resto del tiempo (tiene 25% bhp-carga-completa y eficiencia del motor 90%). La tarifa eléctrica agregada es $0.10/kWhr.

El costo cuando está a plena carga:

((110 hp) X (0.746) X (7,000 hr) X ($0.10/kw-hr) X (0.85) X (1.0))/.95 = $51,396.00

El costo cuando está parcialmente cargado:

((110 hp) X (0.746) X (7,000 hr) X ($0.10/kw-hr) X (0.15) X (0.25))/.90 = $2,393.00

Costo energético anual = $51,396.00 + $2,393.00 = $53,789.00

Costos Típicos de Aire Comprimido de por Vida en Perspectiva

Si bien el costo del aire comprimido puede ser alto, es importante mantenerlo en perspectiva. La mayor parte del costo está relacionada 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 agregado de $0.05/kWh por más de diez años puede verse así:

• Equipo: 12%
• Mantenimiento: 12%
• Electricidad: 76%

Además, el costo del aire comprimido a menudo es un pequeño porcentaje del costo total de producción. Por ejemplo, en una planta típica de alimentos y bebidas, el costo del aire comprimido a menudo es menos del 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 algunas instancias donde el costo del aire comprimido puede ser una parte significativa del costo total de producción.

Por ejemplo, en una planta que usa aire comprimido para moldeo por soplado o para esterilizar material de empaque, el aire comprimido puede ser una parte significativa del costo total de producción.

Entendiendo el Programa BestPractices

BestPractices es un programa desarrollado por el Instituto de Aire Comprimido y Gas (CAGI) para ayudar a las empresas a entender cómo optimizar su uso de aire comprimido.

El programa proporciona a las empresas pautas sobre cómo reducir el costo del aire comprimido manteniendo o mejorando la calidad. Siguiendo las pautas de BestPractices, las empresas pueden ahorrar dinero mientras aseguran que están usando aire comprimido eficientemente.

El programa BestPractices también puede ayudar a las empresas a evitar problemas potenciales que podrían llevar a tiempo 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 relacionada con la electricidad, que es un costo relativamente estable. Lo más importante, monitorear este costo puede beneficiar a las empresas ya que puede ayudar a identificar áreas potenciales para mejora de 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 mientras aseguran que están usando aire comprimido eficientemente.

John Henry Foster es su socio para sistemas y servicios de aire comprimido de alta calidad. Si tiene alguna pregunta sobre sus sistemas y partes de aire comprimido, no dude en contactarnos hoy.