Aumentare l'affidabilità dei sistemi ad aria compressa

Quasi tutti gli impianti moderni impiegano aria compressa per i processi produttivi. L'aria compressa è pulita, facile da stoccare e può essere utilizzata per un ampio numero di applicazioni: utensili elettrici, trasporto o sollevamento di materiali, controllo di macchinari robotizzati e così via. Il compito di garantire l'affidabilità dell'erogazione di aria compressa, rispettando al contempo i requisiti di processo e tenendo i costi sotto controllo, ricade direttamente sul responsabile di stabilimento. Adottando un approccio globale, si possono aumentare le prestazioni e ridurre le inefficienze, ottimizzando significativamente gli utili. Comprendendo l'impatto complessivo di un sistema ad aria compressa e individuando le azioni necessarie in ase al fabbisogno specifico, è possibile ridurre i costi energetici fino al 20%.

Una visione unilaterale può rivelarsi costosa

Molte aziende hanno una visione limitata delle prestazioni dei sistemi ad aria compressa e spesso si concentrano esclusivamente sulla manutenzione ordinaria del compressore e sul suo consumo energetico. Anche se la tecnologia del compressore è importante, concentrarsi solo sui componenti della parte "produzione aria compressa" può non bastare a garantire risparmi sui costi o miglioramenti delle prestazioni. Altri fattori quali impianti sottodimensionati a valle, sprechi d'aria e perdite lungo il percorso possono ridurre il potenziale risparmio e le prestazioni.

La maggior parte dei responsabili di stabilimento ha familiarità con le apparecchiature della sala compressori e sa come porre rimedio ai problemi che sorgono in questo ambiente. Anche se saper gestire la sala compressori è essenziale, per influire efficacemente sulle prestazioni del sistema, sull'impiego di energia e sul risparmio economico è necessario valutare anche altri fattori, quali portata e pressione dell'aria, recupero del calore, problemi relativi alla qualità dell'aria nel punto di utilizzo e sprechi d'aria.

Anche nei casi in cui un sistema apparentemente funzioni bene, è probabile che in qualche punto lungo la linea si verifichino costosi sprechi di aria compressa. Adottare un approccio globale, che comprenda un'analisi completa sia del lato ingresso sia del lato uscita del sistema, è l'unico modo per garantire una pressione costante e stabile, un flusso di lavoro senza interruzioni e tempi di fermo ridotti al minimo. L'approccio globale inoltre è essenziale per comprendere il costo totale di proprietà.

Lato ingresso

• Perdite di carico eccessive - filtri, essiccatori, tubazioni di dimensioni inadeguate.
• Perdite d'aria - scarichi di condensa temporizzati, valvole danneggiate, perdite in corrispondenza dei collegamenti o della strumentazione.
• Schema di controllo inefficiente - valvole modulanti o cicli di carico/vuoto ravvicinati nel tempo.

Componenti del lato uscita

• Applicazioni pneumatiche con eventi specifici che creano ampie variazioni nella domanda.
• Perdite nella trasmissione e nel punto di utilizzo.
• Usi impropri dell'aria - pompe per vuoto Venturi o mandata aperta per soffiatura a fini di raffreddamento o essiccazione.
• Inefficienza delle apparecchiature di analisi dei consumi, soprattutto dispositivi di regolazione multipli.
• Restringimenti del flusso o tubazioni sottodimensionate nel punto di utilizzo.
• Tasso di cambiamento nel profilo di domanda globale di un impianto.

L'aria ha un costo elevato. Qual è la verità?

Un sistema ad aria compressa è un investimento significativo per qualsiasi azienda e richiede una manutenzione regolare per garantire il migliore livello di rendimento, un buon recupero dell'investimento e la massima durata.

Ad esempio, il costo iniziale di un compressore da 100 cavalli di potenza con trattamento dell'aria può arrivare fino a 100.000 EUR considerando anche l'installazione. Dopo l'investimento iniziale, per generare l'aria compressa con un impianto di questo tipo, si può prevedere di spendere tra il 10 e il 30 per cento del costo totale dell'energia elettrica assorbita dall'azienda e fino al 10 per cento del costo iniziale del sistema per la manutenzione annuale (Improving Compressed Air System Performance: a Sourcebook for Industry: sezione 12, "Compressed Air System Economics and Selling Projects to Management", p. 69). Inoltre, nei sistemi ad aria compressa spesso si riscontrano problemi quali inefficienze e perdite che, in media, comportano uno spreco compreso tra il 30 e il 50 per cento della stessa.

Nonostante questo, nella maggior parte dei casi l'idea di "costo totale di proprietà" passa in secondo piano rispetto al costo dell'investimento iniziale per l'apparecchiatura e la sua installazione. Secondo il manuale sull'aria compressa Compressed Air Industry Sourcebook del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, "Molti gestori di impianti non hanno idea di quanto costino i loro sistemi ad aria compressa su base annua o di quanti soldi potrebbero risparmiare migliorandone le prestazioni". In realtà, la stragrande maggioranza di chi utilizza aria compressa considera più importante l'erogazione costante e affidabile di aria rispetto all'efficienza e al risparmio energetico dell'impianto (Improving Compressed Air System Performance: a Sourcebook for Industry; Appendice D. Manuale commissionato dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti con il supporto tecnico di Compressed Air Challenge).

Poiché le esigenze prioritarie sono l'affidabilità e l'operatività nell'immediato, i responsabili di stabilimento spesso prendono in considerazione solo il costo delle apparecchiature nuove o sostitutive anziché l'efficienza del sistema nel suo insieme e nel tempo, perdendo così l'occasione di risparmiare sui costi a breve e a lungo termine.

Non è possibile determinare con precisione l'entità del risparmio senza esaminare l'intero sistema in tutte le sue parti e il modo in cui funzionano i vari componenti. L'esame completo deve includere i componenti del lato ingresso (compressore, apparecchiature per il trattamento dell'aria, essiccatori e filtri) e del lato uscita del sistema (sistemi di recupero del calore e di distribuzione al punto di utilizzo). Adottando un approccio globale si prende in considerazione il modo in cui i singoli componenti dei sistemi ad aria compressa interagiscono tra loro nella fase di produzione e ciò che accade esattamente nel processo di utilizzo al fine di configurare, calibrare e mantenere un livello ottimale di prestazioni.

I miglioramenti tecnologici dei compressori stanno rendendo l'approccio globale applicato all'intero sistema non solo auspicabile, ma sempre più indispensabile, in quanto molte aziende sono alla ricerca di fornitori di apparecchiature con know-how specialistici e competenze anche in materia di componenti. Inoltre, un approccio analitico di questo tipo può aiutare a determinare le corrette configurazioni delle apparecchiature per l'intero sistema al fine di ottimizzare le prestazioni.

Fare una scelta consapevole

Collaborare con un fornitore di compressori che conosce sia il lato ingresso sia il lato uscita del sistema ad aria compressa può essere utile per identificare i requisiti necessari e garantire un approvvigionamento affidabile d'aria, riducendo i costi complessivi per l'energia e la manutenzione.

Proteggere il proprio investimento è importante. I contratti di assistenza all inclusive consentono di avvalersi di esperti professionisti e possono aiutare ad ottimizzare sia il lato ingresso sia il lato uscita del proprio sistema, senza perdere di vista la riduzione dei costi di esercizio.

Considerando la vasta gamma di inefficienze riscontrabili, l'evidente mancanza di controlli e i molti problemi che possono sorgere nell'ambito degli impianti di mandata e di stoccaggio dell'aria, le aziende che si orientano al controllo dei sistemi con un approccio di tipo globale non solo riducono il costo totale di proprietà, ma aumentano sensibilmente le prestazioni operative.

Quando i fornitori di apparecchiature e gli utenti finali condividono l'obiettivo di massimizzare il costo totale di proprietà, è possibile trasformare gli svantaggi di un sistema inefficiente in un vantaggio in termini di prestazioni. L'implementazione di programmi applicabili alla globalità dei sistemi aiuta le aziende a migliorare l'efficienza energetica e le prestazioni dei propri sistemi ad aria compressa.

Chad Larrabee, Direttore Marketing  per l'assistenza Sistemi e servizi per aria compressa

Ingersoll Rand Nord America