Línea Base y Registro de Datos

Establecer una línea base permite cuantificar mejoras y detectar degradaciones en el sistema de aire comprimido.

Qué es la Línea Base

La línea base es una foto del rendimiento actual del sistema:

                    LÍNEA BASE
                        │
    Consumo ────────────┼──────────────────────
    (kWh)               │     Mejora implementada
                        │            │
                        │     ┌──────┴──────┐
    ████████████████████│█████│░░░░░░░░░░░░░│
                        │     │  Ahorro     │
                        │     │  medible    │
    ────────────────────┼─────┴─────────────┴────► Tiempo
                   Antes      Después

Parámetros de Línea Base

Datos Requeridos

Parámetro	Unidad	Frecuencia
Consumo eléctrico	kWh	Diario
Flujo de aire	CFM-h	Continuo
Presión del sistema	psi, bar	Continuo
Horas de operación	h	Diario
Producción (referencia)	unidades	Diario

Período de Medición

Tipo de Operación	Período Mínimo
Producción continua 24/7	1 semana
Un turno, 5 días	2 semanas
Producción variable	4 semanas
Estacional	3-6 meses

Indicadores de Rendimiento

KPIs Principales

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│              INDICADORES CLAVE (KPIs)                    │
├─────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                          │
│  1. POTENCIA ESPECÍFICA                                 │
│     kW / 100 CFM (o kW / m³/min)                        │
│     Objetivo: < 20 kW/100 CFM                           │
│                                                          │
│  2. COSTO UNITARIO                                      │
│     $/1000 CF producido                                 │
│     Benchmark: $0.20-0.30                               │
│                                                          │
│  3. INTENSIDAD ENERGÉTICA                               │
│     kWh / unidad de producción                          │
│     Depende del proceso                                 │
│                                                          │
│  4. FACTOR DE FUGAS                                     │
│     % del consumo total                                 │
│     Objetivo: < 10%                                      │
│                                                          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

Cálculo de Potencia Específica

$$PS = \frac{\sum kW_{\text{compresores}}}{Q_{\text{total}} / 100}$$

Ejemplo:

• Compresor 1: 55 kW, 250 CFM
• Compresor 2: 45 kW, 200 CFM
• Compresor 3: 30 kW, 150 CFM (stand-by, 0 kW, 0 CFM)

$$PS = \frac{55 + 45}{(250 + 200) / 100} = \frac{100}{4.5} = 22.2 \text{ kW/100 CFM}$$

Registro de Datos

Frecuencia de Muestreo

Muestreo vs. Promedios:

Muestra cada 1 segundo:
    │    ●
    │   ● ●
    │  ●   ●    ●
    │ ●     ●  ● ●
    │●       ●●   ●
    └──────────────── t

Promedio cada 1 minuto:
    │  ████████
    │  ████████
    └──────────────── t

El promedio oculta picos y valles

Parámetro	Muestreo	Almacenamiento
Presión (control)	1 seg	Promedio 1 min
Flujo	1 seg	Promedio 1 min
Potencia	1 seg	Promedio 1 min
Temperatura	10 seg	Promedio 5 min
Punto de rocío	1 min	Promedio 15 min

Importancia del Muestreo Rápido

Evento de caída de presión:

Muestreo 1 min:                    Muestreo 1 seg:
    │                                  │
 100├────────────────                100├────────●
    │                                  │        ╲
  90├────────────────                 90├────────╲
    │                                  │          ●
  80├────────────────                 80├──────────╲●
    │ (no detecta el pico)              │ Detecta la
    └────────────────── t              └──caída────── t

La causa del problema puede ser invisible con muestreo lento.

Normalización de Datos

Por Producción

Intensidad = kWh aire / Unidades producidas

Mes 1: 100,000 kWh / 50,000 unidades = 2.0 kWh/unidad
Mes 2: 95,000 kWh / 45,000 unidades = 2.1 kWh/unidad
                                       ↑
                                 Empeoró (aunque kWh bajó)

Por Condiciones Ambientales

Corrección por temperatura:

$$CFM_{\text{corregido}} = CFM_{\text{medido}} \times \sqrt{\frac{T_{\text{estándar}}}{T_{\text{actual}}}}$$

Ejemplo:

• Medido: 1000 CFM a 95°F (35°C)
• Estándar: 68°F (20°C)

$$CFM_{\text{corr}} = 1000 \times \sqrt{\frac{528}{555}} = 976 \text{ CFM}$$

Por Presión de Descarga

A mayor presión, mayor consumo de energía:

$$kW_{\text{normalizado}} = kW_{\text{medido}} \times \left(\frac{P_{\text{estándar}}}{P_{\text{medida}}}\right)^{0.286}$$

Ejemplo:

• Medido: 75 kW a 115 psig
• Normalizar a 100 psig:

$$kW_{\text{norm}} = 75 \times \left(\frac{100}{115}\right)^{0.286} = 72.1 \text{ kW}$$

Análisis de Datos

Perfil de Carga

Perfil típico de 24 horas:

kW
│
80├                    ████████
│                 █████████████████
70├              ██████████████████████
│          ███████████████████████████
60├      ██████████████████████████████████
│    ████████████████████████████████████████
50├ ████████████████████████████████████████████
│████                                        ████
40├
│
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴───► Hora
   0    3    6    9   12   15   18   21   24
        ↑                           ↑
    Mínimo nocturno           Pico de producción
    (fugas + base)

Cálculo de Fugas

$$\% \text{ Fugas} \approx \frac{\text{Consumo mínimo nocturno}}{\text{Consumo pico}} \times 100$$

Ejemplo:

• Consumo nocturno (0-5 AM): 40 kW
• Consumo pico (9 AM-5 PM): 80 kW

$$\% \text{ Fugas} \approx \frac{40}{80} \times 100 = 50\%$$

¡Esto es muy alto! Objetivo: $< 10\text{-}15\%$

Reporte de Línea Base

Contenido Mínimo

Sección	Contenido
Período de medición	Fechas, duración
Equipos incluidos	Inventario, capacidades
Datos medidos	Tablas, gráficas
KPIs calculados	PS, costos, eficiencia
Condiciones	Producción, clima
Observaciones	Anomalías, eventos

Ejemplo de Resumen

════════════════════════════════════════════════════════════
            LÍNEA BASE - SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO
                   Período: 1-7 Marzo 2024
════════════════════════════════════════════════════════════

EQUIPOS:
  3 compresores de tornillo: 2×100 HP + 1×75 HP
  2 secadores refrigerativos
  Capacidad total instalada: 275 HP

MEDICIONES:
  Consumo total período:     25,200 kWh
  Flujo promedio:            620 CFM
  Presión promedio:          105 psig
  Horas de operación:        168 h

INDICADORES:
  Potencia específica:       21.5 kW/100 CFM
  Costo unitario:            $0.28/1000 CF
  Factor de fugas estimado:  35%

COMPARACIÓN CON BENCHMARK:
  PS actual:    21.5 kW/100 CFM
  Benchmark:    18.0 kW/100 CFM
  Potencial:    16% de mejora

════════════════════════════════════════════════════════════

Monitoreo Continuo

Sistema de Gestión Energética

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐
│              SISTEMA DE MONITOREO CONTINUO               │
│                                                          │
│   Medidores ───────┐                                    │
│                    ▼                                    │
│               ┌─────────┐                               │
│               │ Gateway │                               │
│               └────┬────┘                               │
│                    ▼                                    │
│   ┌────────────────┴────────────────┐                  │
│   │         BASE DE DATOS            │                  │
│   │   Históricos, tendencias         │                  │
│   └────────────────┬────────────────┘                  │
│                    │                                    │
│        ┌───────────┼───────────┐                       │
│        ▼           ▼           ▼                       │
│   Dashboard    Reportes    Alertas                     │
│                                                          │
└─────────────────────────────────────────────────────────┘

Alertas Automáticas

Condición	Umbral	Acción
PS mayor a benchmark +10%	22 kW/100 CFM	Email a operaciones
Fugas mayor a 20%	Consumo nocturno	Alerta mantenimiento
Presión baja	menor a 95 psig	Alarma
Eficiencia degradada	Tendencia 5%	Reporte semanal

Mejora Continua

La línea base no es estática. Actualice después de cada mejora significativa y compare contra la línea base anterior para cuantificar el beneficio real.