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Jornada
ACTUALIZACIÓN EN
AUTOMATIZACIÓN Y
CONTROL
Jueves 11 y Viernes 12 de junio – Ciudad
de Rosario
EFICIENCIA ENERGETICA EN
APLICACIONES
ELECTRONEUMATICAS
Disertante: Ing. Horacio Villa
Descomposición de los Costes en una Instalación
de Aire
75%
10%
15%
Energía
Inversiones
Mantenimiento
DESCOMPOSICION DE COSTOS EN UNA INSTALACION DE
AIRE COMPRIMIDO
Objetivo:
Conocimientos de los distintos ahorros económicos y energéticos.
Para considerar:
• Mayor durabilidad de los elementos de generación de aire comprimido.
• Mejoras en el uso del aire comprimido.
REDUCCIÓN DE COSTOS ENERGÉTICOS
PREVENCION DE PAROS PRODUCTIVOS
Objetivos Productivos
• Medición y diagnostico de las pérdidas de máquinas en reposo.
• Cambio de componentes desgastados o cumplido su tiempo de vida.
• Diagnóstico del consumo y clasificación de pérdidas de aire comprimido
ocasionados por:
• Conexionado
• Actuadores
• Otros
• Racores
• Equipos de tratamiento
• Herramientas neumáticas
• Cañerías
• Cantidad de aire comprimido desperdiciado
• Estimación de ahorros potenciales
• Propuestas a futuro
• Retorno de inversión
• Efectividad de los ensayos
• Fomentar el ahorro de energía
ANALISIS DE RESULTADOS
EFICIENCIA ENERGETICA EN LA GENERACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
•> En este tipo de máquinas o aplicaciones el torque varía de forma cuadrática con respecto a la velocidad del motor.
•> A bajas velocidades, bajo torque y un bajísimo consumo de energía.
•> A mayores velocidades, implicará mayor torque y consumo de energía cercano al de placa del motor.
Ventiladores y bombas.
•EN ESTE TIPO DE CARGA SE PUEDE AHORRA UN GRAN PORCENTAJE DE ENERGÍA.
CARGAS DE TORQUE VARIABLE O CUADRÁTICO
EFICIENCIA ENERGETICA
EN EL TRATAMIENTO DE AIRE COMPRIMIDO
PERDIDAS DE ENERGIA: FUGAS DE AIRE
Las fugas de aire causan la mayor pérdida de energía en la planta.
Algunas causas de fugas de aire son:
• Perforaciones en las tuberías causadas por corrosión
• Conexiones defectuosa
• Tensión por expansión y contracción en las tuberías
• Descuidos de mano de obra
• Mala soldadura / uniones
• Juntas o roscas defectuosas
FUGAS DE AIRE
Suponiendo tener en una red 10 fugas, cada una de ellas equivalente a un orificio de 1mm de diámetro, al cabo de un mes habrán escapado (asumiendo laborables 200 h) unos 7200 Nm3 de aire. Esto es, aproximadamente, un compresor de 4 CV funcionando ininterrumpidamente las 200 h laborables solo para abastecer las fugas.
RECOMENDACIONES
• Evite las uniones innecesarias, sobre todo cuando estas sean roscadas o bridadas. Estas son siempre potenciales puntos de fugas.
• Utilice en lo posible accesorios para soldar (tipo socket o pocket)
• En las uniones roscadas realice soldaduras de sello con bronce
• Evite el uso innecesario de acoples rápidos y mangueras
• Utilice los elementos adecuados para el conexionado de las mangueras ( conectores, abrazaderas, etc.)
Seguridad aumentada, debido a la
desconexión en dos tiempos:
1° Cierre del paso en el circuito
anterior, purga del circuito posterior.
2 ° Separación cuerpo – espiga con
absoluta seguridad.
AHORRO POR EL USO APROPIADO
DE ACOPLES RAPIDOS
ROSCAS DE CONEXIONADO
ROSCAS DE CONEXIONADO
PERDIDAS DE ENERGIA: CAIDAS DE PRESION EN
LAS LINEAS DE DISTRIBUCION
Las caídas de presión en la red obligan al compresor a generar más aire comprimido para mantener la presión en la línea.
Causas:
Tamaño de la tubería inadecuado
Diseño ineficiente de la tubería
Corrosión y rugosidad interior en la tubería
CALIDAD DE LA DISTRIBUCION Redes de aire ECO-PIPE
CONSUMO DE ENERGIA
POR CAIDAS DE PRESION EN TUBERIAS Consumo de energía a 8 bar, 30 metros de longitud y 40mm de diámetro
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
17.5 40 80 125 165 210 250 290 325 370 415 450 Flujo (NL/min)
KW
h p
or
añ
o
Cobre Caño negro
VENTAJAS DEL SISTEMA ECO-PIPE
Fácil instalación - Tubos y racores listos para montar - Conexión rápida sin soldadura, sin encolado ni prensado - Ahorro de tiempo, montaje simple - Sencilla manipulación, tubo ligero y fácil de cortar - Puesta en funcionamiento inmediata - Flexible para modificar y reutilizar
Gran resistencia - A la corrosión - A entornos agresivos - A los golpes mecánicos - A las variaciones de temperatura - A las radiaciones UV
VENTAJAS DEL SISTEMA ECO-PIPE
Ahorro de energía - La calidad de la sup. interna no se altera con el paso del tiempo - Aire siempre limpio - Conexiones de paso total y pared interna del tubo lisa - Mínima caída de presión por mantener caudales constantes - Estanqueidad óptima, tubos calibrados
Seguro - Conexiones auto extinguibles sin propagación de llamas
Sistema totalmente evolutivo - Componentes desmontables y reutilizables
PERDIDAS DE PRESION
1.2
%
5.0
%
0.2
%
10.0
%
0.0% 2.0% 4.0% 6.0% 8.0% 10.0% 12.0% 14.0% 16.0%
ECO-PIPE
Caída de presión por cañerías
Caídas de presión por elementos
de unión + codos
Tradicional
En el sistema ECO-PIPE, las pérdidas por conexión están por debajo de 0.0170 NL/min
(esto representa un valor de pérdida por debajo de 21.23 NL/min por cada 1.5 km de tubería)
COMPARATIVAS DE CONSUMO
Consumo de energía a 8 bar, 30 metros de longitud y 40mm de diámetro
0
20,000
40,000
60,000
80,000
100,000
120,000
140,000
160,000
17.5 40 80 125 165 210 250 290 325 370 415 450 Flujo (NL/min)
KW
h p
or
añ
o
ECO-PIPE Cobre Caño negro
EFICIENCIA ENERGETICA POR EL MANEJO
DE FUERZAS EN ACTUADORES
Ahorro de energía por la correcta elección del actuador.
Teniendo en cuenta que:
A mayores diámetros, mayores caudales (Involucra
válvulas, conectores y mangueras)
A mayores carreras, mayores esfuerzos de pandeo
(involucra la actuación con guías en el propio cilindro)
A mayores velocidades, mayores rozamientos (involucra
elección de sellos y tipo de lubricación)
AHORRO ENERGETICO POR EL MANEJO DE
FUERZAS EFICIENTES
Por la correcta elección de la familia de
cilindros y sus variantes constructivas
Para evitar:
Esfuerzos sobre partes del cilindro que
generen rozamientos innecesarios:
> Golpes entre partes del componentes con el
uso de accesorios adecuados
> Innecesarias caídas de presión entre el
cilindro y la válvula direccional que lo gobierna
CONTROL DE FUERZAS EFICIENTES
EN ACTUADORES
EFICIENCIA ENERGETICA POR REDUCCION DE
LOS ESFUERZOS NO CONTEMPLADOS
Por la correcta elección de la familia de
montajes utilizados en los actuadores
Para evitar:
> Esfuerzos de pandeo que generen fuerzas
no lineales en el actuador
> Desalineaciones en el actuador que generen
desgastes o roturas prematuras
AHORRO ENERGETICO POR UN
EFICIENTE MANTENIMIENTO PREVENTIVO
EN ACTUADORES NEUMATICOS
Frecuencia
Tarea
Semanalmente
Control general de:
Fugas en el propio cilindro y su conexionado.
Ajuste de alineación del montaje.
Regulación de amortiguadores.
Cada 500 km
recorridos por
el vástago
Desarme parcial, limpieza y control de desgaste.
Cada 3000 km
recorridos por
el vástago
Desarme total, limpieza y recambio preventivo de
partes.
EFICIENCIA ENERGETICA EN MANDOS
ELECTRONEUMATICOS Por la correcta elección de las válvula de
control de actuadores y mandos
Teniendo en cuenta que:
El caudal requerido por el actuador es función
del caudal entregado por la válvula
Elección de la tecnología apropiada para cada
válvula
La potencia eléctrica gastada en la
conmutación es función de la potencia de los
solenoides utilizados en la electroválvula
Serie 22 Serie 15
C1
Comparativa de costos anual
EFICIENCIA ENERGETICA EN MANDOS
ELECTRONEUMATICOS Ejemplo comparativa para Series 22 y 15 de CC
EFICIENCIA ENERGETICA EN MANDOS
Con el objetivo de reducir los costos
energéticos de mandos en válvulas
direccionales y proporcionales
Teniendo en cuenta que:
Puede ser usado sin inconvenientes en
ambientes que requieran seguridad del tipo
intrínseca ( según Normativa ATEX)
La potencia de conmutación necesaria es
muy inferior a las usadas comúnmente en
mandos por solenoides
Uso de mandos piezoeléctricos
Frecuencia Tarea
Semanalmente Control general de:
Fugas por la válvula o sus conexiones
Fugas en los mandos
Vibración y calentamiento de solenoides
Cada 8 millones de ciclos de conmutación o 1 año.
Desarme parcial, limpieza y control de partes
Cada 24 millones de ciclos de conmutación o 3 años.
Desarme total, limpieza y recambio preventivo de partes
AHORRO ENERGETICO POR
EFICIENTE MANTENIMIENTO PREVENTIVO EN VÁLVULAS DIRECCIONALES
CONTROL DE PRESIONES EFICIENTES
Reducir la presión de entrada a los
componentes neumáticos para:
Ahorrar energía almacenada en el
deposito y generar menos marchas
– paradas por parte del compresor
Disminuir los potenciales
problemas por el uso de presiones
altas e inadecuadas para los
componentes neumáticos
Manejar caudales más adecuados
y con mejor homogeneidad en
términos de presión
CONTROL DE CAUDALES EFICIENTES
EN EL PUNTO DE UTILIZACIÓN
Teniendo en cuenta que
La disminución del caudal entregado
en el cilindro puede deberse (entre
otras causas) a “cuellos de botella”
generados por los componentes que lo
preceden (válvulas, conectores,
mangueras, FRL)
El aumento de los caudales
suministrados e innecesarios generan
pérdidas de energía innecesarios
Frecuencia
Tarea
Cada 8 h de
servicio
Drenar condensados (1).
Controlar nivel en lubricadores.
Controlar regulación de aire.
Controlar regulación de presión.
Cada 40 h de
servicio
Reponer aceite en lubricadores.
Cada 200 h de
servicio
Limpiar elementos filtrantes de 5 micrones.
Cada 600 h de
servicio
Limpiar elementos filtrantes de 50 micrones.
Cada 2 años o 500
h de servicio
Desarme, limpieza general, recambio preventivo de
guarniciones y elemento filtrante.
Lubricación
AHORRO ENERGETICO POR UN EFICIENTE MANTENIMIENTO
PREVENTIVO EN UNIDADES DE TRATAMIENTO DE AIRE
EFICIENCIA ENERGETICA EN EL USO DEL VACIO EN
APLICACIONES ELECTRONEUMATICAS
Causa #1:
Pérdidas o rotura de tubos
y conexiones, porque
rompen el vacío.
Causa #2:
Pérdida en las ventosas
Por rotura o por no tener
pieza para sujetar.
AHORRO ENERGETICO POR EL
USO DE EYECTORES COMPACTOS • Compacto
• Función de ahorro automático de aire a través
de interruptor de vacío
Consumo de aire
t Con ahorro de aire
Sin Ahorro de Aire
• Gran capacidad de succión
• Ciclos realmente cortos
• Extremadamente robusta
• Forma compacta
• Función de ahorro automático de aire integrada
• “Condición de monitoreo”
• Prevención de periodos de detención por fallas
• Detección de fugas
• Indicador de status luminoso y señal de salida
• Detección de errores antes que emerjan
• Contador integrado
EYECTORES INTEGRADOS CON
FUNCIÓN DE AUTODIAGNOSTICO X - PUMP
SISTEMA DE CHEQUEO AUTODIAGNOSTICO
Se identifica la falla y se fija el sistema.
El nivel de vacío está debajo de H2, se pierde la señal de “part present”
Vacío ok
Gran fuga detectada, el sistema se detiene, se pierde la señal de “part present”
rojo
El sistema debe ser fijado inmediatamente o después de que termine la producción.
El nivel de vacío está por debajo de H1, el ahorro de energía no está activado.
Vacío ok
Gran fuga detectada, el sistema debe ser chequeado
rojo
parpadeando
El sistema debe ser fijado después que termina la producción. Usar la función de búsqueda de pérdida LSF para detectar la falla.
El ahorro de energía se apaga debido a la pérdida, esta condición no es peligrosa para el proceso
Vacío ok
Fuga detectada,
El sistema no debe detenerse
verde
parpadeando
El sistema es óptimo, no hay nada que hacer
El sistema es hermético, no hay pérdidas o las hay muy pequeñas
Vacío ok
verde
Qué hacer Condición Evaluación Indicador
Serie TK
Serie STH
Serie PM
PRO Serie
CONTROL DE GOLPES Y VIBRACIONES
CONTROL DE GOLPES Y VIBRACIONES
La principal economía brindada
por las boquillas es por el uso
del aire exterior y su disminución
en el diámetro de la boquilla de
salida.
EFICIENCIA EN EL USO DE PISTOLAS DE AIRE
VALVULAS DE PROCESO
•Debido a las diferentes variables, no puede haber un tipo de válvula universal; por tanto,
para satisfacer los distintos requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y
variantes. Básicamente, la válvulas pueden clasificarse en dos grandes grupos.
CLASIFICACIÓN SEGÚN EL DESPLAZAMIENTO DEL OBTURADOR
ROTATIVAS LINEALES
Bola Mariposa Cono Globo Guillotina Pinch Compuerta
AUTOMATIZACION DE VALVULAS DE PROCESO
APLICACIONES EN LA INDUSTRIA MINERA AUTOMATIZACION DE VALVULAS DE PROCESO
APLICACIONES EN LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS
APLICACIONES EN EMPRESAS GENERADORAS
DE ENERGIA
Válvula mariposa D36” automatizada con actuador
rotante tipo yugo escocés y posicionador,
limitswitches de indicación de final de recorrido, FR,
válvula de descarga rápida de aire con solenoide
antiexplosivo, booster de amplificación de señal y
conexiones neumáticas rígidas inox
APLICACIONES EN EMPRESAS DE
CRUSHING DE SOJA
Los biocombustibles argentinos Las energías renovables constituyen la industria con mayor crecimiento del mundo, con una tasa media del
64 por ciento para los últimos cinco años e inversiones estimadas, para 2020, en 500 millones de dólares.
Para la región latinoamericana, el ritmo de crecimiento es mucho más abrumador: 145 por ciento anual en
el mismo período, casi el triple. Basado en derivados de materias primas de origen agropecuario,
agroindustrial o desechos orgánicos, el mercado argentino de exportación de biocombustibles está entre los
tres primeros del mundo, con ventas que superan el 1,5 millones de dólares.
www.aadeca.org
MUCHAS GRACIAS
