Principios de medición de los indicadores clave de rendimiento (KPI) de los sistemas de aire comprimido

Los indicadores clave de rendimiento (KPI) del sistema de aire comprimido ayudan a supervisar y mejorar el rendimiento de su sistema. 

Los indicadores clave de rendimiento (KPI) son variables o medidas que permiten evaluar y analizar de forma específica el rendimiento de organizaciones, máquinas o procesos. Por ejemplo, un KPI puede ser una determinada cifra de producción por unidad de tiempo, pero también el beneficio que obtiene una empresa con un producto concreto.

Un panel de indicadores clave de rendimiento (KPI) es como una cabina de mando simplificada para el piloto de un avión. Proporciona la información adecuada en el momento oportuno, en la que puedes confiar a la hora de tomar decisiones. Por ejemplo: si la eficiencia general del sistema no es la adecuada, puedes examinar más detenidamente los ajustes de tu controlador principal. Si el consumo es significativamente superior a lo normal o se produce un problema de presión, debes revisar tus líneas de producción o hablar con los operarios de la planta. Si el punto de rocío no es el adecuado, repare o revise el secador o compruebe si tiene el tamaño adecuado. Para cada problema hay muchas soluciones y los KPI le indicarán rápidamente si la solución implementada fue la correcta. Es más, los KPI pueden utilizarse para calcular el retorno de la inversión (ROI) de una inversión futura. De esta forma, le ayudarán a predecir sus futuros costes energéticos relacionados con el aire comprimido.

En el caso de los sistemas de aire comprimido, algunos indicadores clave de rendimiento importantes son:

• Eficiencia
• Punto de rocío
• Tasa de fuga
• Pérdida de presión
• Coste por producto o pieza fabricada

La potencia específica (rendimiento), la tasa de fuga y la pérdida de presión constituyen un buen punto de partida para cualquier sistema de aire comprimido, por lo que este artículo profundizará en estos tres indicadores clave de rendimiento: qué factores los influyen, cómo se pueden medir y cómo interpretarlos.

KPI: Potencia/eficiencia específica del compresor

La potencia específica de un compresor de aire es la relación entre el caudal de salida del compresor (la cantidad de aire comprimido producida) y el consumo de energía del compresor. Por lo tanto, este indicador clave de rendimiento (KPI) se calcula dividiendo la potencia de entrada por el caudal de salida, y se expresa en kW/100 cfm o kW/m³/min.

La potencia específica es importante en las siguientes situaciones:

• Gestión de activos: cuando la eficiencia empieza a desviarse de los valores iniciales, esto puede interpretarse como una señal de alerta temprana (por ejemplo, la necesidad de cambiar el filtro de una máquina centrífuga o la obstrucción interna de los intercambiadores de calor).
• Cantidad de aire suministrada: En estos contratos, la eficiencia es un aspecto fundamental del acuerdo. El compresor debe suministrar una cantidad X de aire previamente establecida por una cantidad Y de energía eléctrica.
• Cumplimiento normativo: La monitorización permanente está cobrando cada vez más importancia a nivel mundial para alcanzar los objetivos medioambientales y de reducción de las emisiones de CO₂. En este contexto, los gobiernos también desempeñan un papel crucial con normativas como el Título 24 en California y la Directiva sobre eficiencia energética en Europa.
• Pruebas de aceptación: al someter a prueba un compresor en un laboratorio (ISO 1217).
• Optimización del sistema de control: La eficiencia de un conjunto determinado de compresores controlados por un controlador maestro debe ajustarse a la media de referencia del sector.

Eficiencia total de la estación de compresores frente a la de las máquinas individuales

Cuando el presupuesto para instrumentación es limitado, se puede utilizar un solo caudalímetro para supervisar todos los compresores. Esto implica medir el consumo energético de cada compresor y medir el caudal en la tubería principal, es decir, después de los secadores y del depósito de compensación. La ventaja de colocar el caudalímetro en la línea principal es que también se supervisa el consumo real de aire comprimido de la planta. Esta información puede utilizarse para detectar fugas y crear una «huella» de la demanda de aire mediante una función de histograma.

En este caso, es importante calcular el consumo medio durante un periodo de tiempo suficiente y dividirlo por el consumo medio de potencia, ya que las operaciones de carga y descarga provocarán fluctuaciones en el indicador clave de rendimiento (KPI). Las plataformas modernas de gestión energética pueden refinar aún más este cálculo, desglosando el consumo de potencia en «carga» y «descarga» y dividiéndolo por el caudal de forma adecuada. Recomendamos representar gráficamente la eficiencia en función de la demanda de aire, para comprobar si su sistema funciona de manera óptima.

Para obtener la información más detallada necesaria para optimizar los controles del compresor, es necesario medir el caudal de cada compresor. Preste especial atención a la selección e instalación del caudalímetro, debido a las duras condiciones que se dan en la tubería de descarga del compresor.

En función de los objetivos, se puede supervisar la eficiencia de toda la sala de compresores de aire, incluidos los equipos de tratamiento de aire, o la eficiencia de cada compresor por separado.