La mayoría de los gerentes de instalaciones conocen el costo del tiempo de inactividad en su planta. Desde la pérdida de producción hasta los daños en los productos, la seguridad de los empleados y los comentarios negativos de la gerencia, el tiempo de inactividad es costoso.
De hecho, los fabricantes más grandes del mundo pierden la asombrosa cifra de 1.4 billones de dólares al año debido a tiempos de inactividad no planificados, según un estudio realizado en 2024 por Siemens.
Las pérdidas en algunas industrias cuestan 2.3 millones de dólares por hora (600 dólares por segundo), según el estudio de Siemens.
Como resultado, mantener los compresores en funcionamiento nunca ha sido tan crucial en el competitivo entorno actual.
Una técnica recomendada, y uno de los elementos principales en el diseño de sistemas de compresores de tornillo rotativo, es el uso de un sistema multicompresor para agregar mayor confiabilidad y estabilidad a su sistema de aire comprimido.
Sistemas Multicompresor
Un sistema Multicompresor se compone de: Un compresor de carga base, un compresor de compensación y un compresor de repaldo.
Así funciona un sistema multicompresor:
Un compresor de carga base cubre la carga mínima de aire comprimido de su sistema. Su salida no fluctúa con los cambios en la demanda. En cambio, funciona a pleno rendimiento (al 100 % de su capacidad) o se apaga. Dependiendo de las variaciones en la demanda, puede tener más de una unidad para cumplir con esta función. Incluso podría usar un compresor de aire centrífugo como unidad de carga base.
Un compresor de compensación gestiona las fluctuaciones de la demanda por encima de la unidad base. Dado que el nivel de flujo necesario aumenta o disminuye según las necesidades de su sistema, los compresores de tornillo rotativo equipados con variadores de velocidad son la solución ideal para esta aplicación.
Un compresor de respaldo está en espera si una unidad de carga base o compensación falla. Para que funcione correctamente, debe ser del mismo tamaño que el compresor de carga base.
Configurar su sistema de aire comprimido de esta manera prácticamente elimina las paradas imprevistas, que, en la práctica, representan el mayor gasto (y el más evitable) asociado con su sistema de aire comprimido. Un compresor de respaldo altamente confiable, generalmente un compresor de tornillo rotativo, está disponible como respaldo en caso de que una unidad de carga base o compensación falle, manteniendo la presión y el caudal más constantes y confiables.
Para la mayoría de las empresas, evitar un día de inactividad justifica con creces el gasto adicional de un sistema de respaldo de compresor de aire. Y aunque quizás no esté dispuesto a invertir en unidades adicionales, recuerde que, los costos de los equipos representan solo un 12 % del costo total de vida útil de un compresor de aire industrial.
Otros beneficios de un sistema multicompresor
Además de la confiabilidad, un sistema multicompresor ofrece otras ventajas significativas:
Reducción de costos de mantenimiento. Puede rotar los compresores de carga base, de compensación y de respaldo para equilibrar las horas de servicio. Esto prolongará sus horas de servicio, ya que los compresores requerirán mantenimiento con menos frecuencia. En lugar de trimestralmente, por ejemplo, podría realizar el mantenimiento de rutina semestralmente.
Ahorre electricidad. Si su demanda no varía mucho (manteniéndose por encima del 80 % de la capacidad), usar un solo compresor de velocidad fija será más eficiente energéticamente. Sin embargo, la mayoría de las plantas experimentan una mayor variación. Por lo tanto, en esos casos, dos compresores más pequeños serán más eficientes energéticamente. Y dado que una gran parte del costo total de propiedad de un compresor de aire industrial proviene de las facturas de electricidad, incluso una pequeña mejora en el consumo de energía podría ahorrarle el precio de un compresor de respaldo. Usar un compresor de compensación también le permitirá maximizar la eficiencia energética. No desperdicia aire ni hace funcionar su compresor de velocidad fija.
Evite los servicios de emergencia. Las plantas sin unidades de respaldo suelen recurrir a la renta de equipos, lo cual puede tener sus ventajas y desventajas. La ventaja, siempre y cuando esté disponible el equipo, es poder seguir operando mientras se realiza el mantenimiento correctivo. La desventaja es el costo de la renta aunado al costo de operación del equipo.
Prolongue la vida útil del equipo. Una distribución más uniforme de las horas ayudará a prolongar la vida útil de sus compresores.
Compresor de aire VSD vs. Compresor de aire de compensación
Algunos administradores de instalaciones han aprovechado la flexibilidad única de los compresores con variador de velocidad para compensar la necesidad de un compresor de compensación.
Sin embargo, los VSD pueden no ser adecuados para todos.
Debe analizar su perfil de demanda:
Si tiene una demanda variable (50-80 % de la capacidad), un VSD principal funcionará bien. De hecho, es posible que no necesite una unidad de compensación, ya que tener un compresor de carga base con un VSD puede realizar funciones tanto de carga base como de compensación.
Pero si su demanda supera el 80 % de la capacidad, debería optar por una unidad de velocidad fija, ya que los VSD no son realmente eficientes a niveles superiores. Como resultado, seguirá necesitando una unidad de compensación como la descrita anteriormente, junto con una unidad de respaldo.
Por lo tanto, si está considerando un variador de velocidad (VSD), es recomendable que un experto analice su demanda.
Si tiene más de tres compresores en sus instalaciones, considere conectarlos en cascada.
Compresores de aire en cascada
Los administradores de instalaciones con varios compresores suelen configurarlos a la misma presión para compartir la carga. Sin embargo, si son compresores de tornillo rotativo, esto desperdicia mucha energía.
Esta es la razón: los compresores de tornillo rotativo funcionan mejor a plena carga. Si utiliza varios compresores al 30 % de carga, probablemente consuman entre el 60 % y el 80 % de la electricidad que consumirían a plena carga. Es mucho mejor apagar una (o más) de esas unidades que operar varias a un nivel muy bajo. La mejor idea es implementar la distribución de carga de los compresores de aire.
Como regla general, el compresor que arranca primero se configura en la banda de presión objetivo (por ejemplo, 120-125 PSIG), y los demás compresores en un escenario de control en cascada se activan a una presión sucesiva más baja para complementar al compresor de carga base. El segundo compresor, en este ejemplo, se configuraría a 116-123 PSIG y se activaría si la presión de aire cae por debajo de 116 PSIG.
Lo ideal es que todos los compresores funcionen a plena carga, excepto el compresor de compensación, que es más adecuado para carga parcial. Normalmente, esto significa que el compresor de compensación está equipado con un variador de velocidad. Un variador de velocidad (VSD) también puede ayudar a reducir la banda de presión requerida modificando las RPM del motor para mantener la presión dentro de un rango ajustado, más o menos 2 PSIG. Esto se conoce como reparto de carga del compresor base.
Puesta en Marcha de su Sistema Multicompresor
La mayoría de los sistemas de aire comprimido se beneficiarán de la mayor confiabilidad, el menor mantenimiento, el ahorro de electricidad y la mayor vida útil que ofrece un sistema multicompresor. La mejor manera de empezar es trabajar con su profesional de aire comprimido para evaluar su perfil de demanda y determinar la mejor solución.