Unidades de Energía

La energía es lo que realmente pagas. Potencia × Tiempo = Energía. Esta es la unidad más importante para entender los costos del aire comprimido.

Potencia vs Energía

Diferencia Crítica

• Potencia = Tasa de consumo (kW) - qué tan rápido usas energía
• Energía = Consumo total (kWh) - cuánta energía usaste

La relación fundamental:

$$E = P \times t$$

Donde:

• $E$ = Energía (kWh)
• $P$ = Potencia (kW)
• $t$ = Tiempo (horas)

Analogía del agua:

• Potencia = Caudal (litros/minuto)
• Energía = Volumen total (litros)

Unidades de Energía

Unidad	Símbolo	Equivalencia
Kilovatio-hora	kWh	Unidad de facturación
Megavatio-hora	MWh	1,000 kWh
Joule	J	1 Ws (vatio-segundo)
Kilojoule	kJ	1,000 J
BTU	BTU	1,055 J
Caloría	cal	4.186 J

Conversiones Clave

$$1 \text{ kWh} = 3{,}600 \text{ kJ} = 3{,}412 \text{ BTU}$$ $$1 \text{ HP-hora} = 0.746 \text{ kWh}$$

El kWh: Tu Enemigo en la Factura

El kilovatio-hora (kWh) es lo que aparece en tu factura eléctrica:

$$E = P \times t = 37.3 \text{ kW} \times 24 \text{ h} = 895.2 \text{ kWh/día}$$

Para un compresor de 50 HP operando 24/7:

$$E_{mensual} = 895.2 \times 30 = 26{,}856 \text{ kWh}$$

Costo de Energía

Cálculo Básico

$$\text{Costo} = E \times \text{Tarifa} = 26{,}856 \text{ kWh} \times \$0.10/\text{kWh} = \$2{,}685.60 \text{ USD/mes}$$

Anualizado:

$$\text{Costo Anual} = \$2{,}685.60 \times 12 = \$32{,}227 \text{ USD/año}$$

Estructura de Tarifas

La mayoría de tarifas industriales incluyen:

Componente	Descripción
Cargo por energía	$/kWh consumido
Cargo por demanda	$/kW de pico máximo
Factor de potencia	Penalización si FP < 0.9
Horario	Pico, intermedio, valle

Ahorro

Operar en horarios de tarifa baja puede reducir costos 20-40%.

Energía Específica del Aire Comprimido

La métrica clave de eficiencia:

$$\text{Energía Específica} = \frac{\text{kW}}{\text{100 cfm}}$$

Escenario	kWh/100 cfm	Costo Anual*
Sistema eficiente	18	$28,000
Sistema promedio	22	$34,200
Sistema pobre	28	$43,500

*Para 500 cfm, 8,000 horas/año, $0.08/kWh

El 76% que Importa

Costo total de vida de un compresor:

Componente	Porcentaje
ENERGÍA	76%
Equipo	12%
Mantenimiento	12%

Realidad

Por cada $1 que gastas en comprar un compresor, gastarás $6+ en energía durante su vida útil.

Cálculo de ROI Energético

Ejemplo: Reparación de Fugas

Fuga de 1/8" @ 100 PSI = 26 cfm perdidos

Energía desperdiciada:

$$P_{perdida} = 26 \text{ cfm} \times \frac{22 \text{ kW}}{100 \text{ cfm}} = 5.72 \text{ kW}$$

Costo anual:

$$\text{Costo} = 5.72 \text{ kW} \times 8{,}760 \text{ h} \times \$0.08/\text{kWh} = \$4{,}008 \text{ USD/año}$$

ROI:

$$\text{ROI} = \frac{\$4{,}008}{\$50} \times 100\% = 8{,}000\%$$

Ejemplo: VSD vs Carga/Descarga

Compresor 100 HP @ 70% carga promedio:

Sin VSD:

$$E_{sin} = 74.6 \text{ kW} \times 8{,}760 \text{ h} = 653{,}496 \text{ kWh/año}$$

Con VSD:

$$E_{con} = 74.6 \text{ kW} \times 0.70 \times 8{,}760 \text{ h} = 457{,}447 \text{ kWh/año}$$

Ahorro:

$$\text{Ahorro} = (653{,}496 - 457{,}447) \times \$0.08 = \$15{,}684 \text{ USD/año}$$

Monitoreo de Energía

Métricas esenciales a trackear:

Métrica	Fórmula	Meta
kWh/unidad producida	kWh total ÷ Producción	Minimizar
Costo/1000 scf	$ ÷ (cfm × 60 × h / 1000)	< $0.25
Energía específica	kW ÷ 100 cfm	< 22

Mide para Mejorar

Lo que no se mide, no se mejora. Instala medidores de energía en tus compresores.