Miglioramento dell'efficienza negli impianti di generazione e distribuzione dell'aria compressa : leak management con ultrasuoni

Recent research has shown that, despite improvements in some industries, energy efficiency is an urgent issue that needs to be seriously tackled. Future scenarios do not contemplate radical changes in the structures or in the types of manufactured products. The reasons of the future consumption’s reduction have to be found in the progressive optimization of industrial processes and by improving their efficiency. Nowadays compressed air is used in almost all industries as an indispensable element for the process or in systems for handling, packaging and in pneumatic automation within almost all production systems. Thus, the air as well as other utilities, with such a widespread utilization, offers many opportunities for energy savings that should be considered, aiming to increase the efficiency and also the reliability of the entire system. This study, after classifying and analyzing the major energy efficiency measures that can be implemented in a pneumatic system, will analyze in detail compressed air Leak Management with ultrasound. This study has been carried out along three main paths of analysis. In the first part, using the available literature, I have conducted a research to reclassify the main energy efficiency measures for compressed air and to analyze them in detail. This research has put in evidence that leak management is the most suggested intervention in industries in the last decade, offering significant opportunities for energy savings, for the optimization of the compressed air production process and an extremely content payback period. In particular, after a review of the available techniques, leak management with ultrasound has emerged as the most effective technique. For this reason, the second part of the study is focused on the analysis of this type of intervention, with a thorough description of all relevant elements to effectively implement it. Therefore, I began with the analysis of the tools and techniques used to perform the inspections, investigating also the procedures to perform predictive maintenance, also thanks to the internship in Auditech Srl, a company that deals with industrial diagnostics, predictive maintenance and energy efficiency in compressed air systems. During the internship, I had the opportunity to deeply study the existing methodologies for the techno-economic analysis of leak management in the compressed air systems,. The third part of the study has been devoted to several applications of the revised techno-economic analysis of leaks. In particular, the investigation has been performed in different case studies, ranging from the cement, automotive as well as food industries. The high savings achieved in each of the three case allowed the customers to repay the investments in a few months. Moreover I must emphasize that leak management is located between energy efficiency and predictive maintenance because in addition to savings it allows us to identify in the system critical issues that may evolve in potential failures. These results demonstrate the potential of this technology and its applicability in different industrial sector. I think it is very important to disseminate information on a current topic like this that requires more awareness and efforts.

Recenti ricerche hanno dimostrato che, nonostante i miglioramenti in alcuni settori, l'efficienza energetica è una questione urgente che deve essere seriamente affrontata. Gli scenari futuri non prevedono cambiamenti radicali nelle strutture o nelle tipologie di prodotti manifatturieri. Le ragioni della riduzione dei consumi futuri sono da ricercare nella progressiva ottimizzazione dei processi industriali e nel miglioramento della loro efficienza. L’aria compressa è oramai impiegata in quasi tutte le realtà industriali come elemento indispensabile per il processo di lavorazione o comunque in sistemi di movimentazione, imballaggio e in generale nell’automazione pneumatica di quasi tutti i sistemi produttivi. Quindi, l’aria, come anche altre “utility” con un utilizzo così diffuso, offre molte opportunità di risparmio energetico che dovrebbero essere considerate in un’ottica di incremento dell’efficienza e anche di miglioramento continuo dell’affidabilità del sistema. Questo studio, dopo la classificazione e l'analisi delle principali misure di efficienza energetica che possono essere implementate in un sistema pneumatico, analizzerà nel dettaglio la Leak Management dell’aria compressa con ultrasuoni. L’elaborato è stato sviluppato lungo tre percorsi principali di analisi. Nella prima parte, utilizzando la letteratura disponibile, ho condotto una ricerca per riclassificare le principali misure di efficienza energetica per l’aria compressa e le ho analizzate in dettaglio. Questa ricerca ha messo in evidenza che la gestione delle fughe d’aria è l'intervento più suggerito nelle industrie nell'ultimo decennio, offrendo significative opportunità di risparmio energetico, per l'ottimizzazione del processo di produzione dell’aria compressa e un periodo di payback estremamente contenuto. In particolare, dopo una revisione delle tecniche disponibili, la Leak Management con ultrasuoni è emersa come la tecnica più efficace. Per questo motivo, la seconda parte dello studio è focalizzata sull’analisi di questo tipo di intervento, con una descrizione dettagliata di tutti gli elementi pertinenti per applicarla correttamente. Pertanto, ho cominciato con l'analisi degli strumenti e delle tecniche utilizzate per effettuare le ispezioni, cercando di evidenziare le connessioni con la manutenzione predittiva, anche grazie al tirocinio in Auditech Srl, società che si occupa di diagnostica industriale, manutenzione predittiva ed efficienza energetica in sistemi ad aria compressa. Durante lo stage, ho avuto l'opportunità di studiare a fondo le metodologie esistenti per l'analisi tecnico-economica della gestione delle perdite. La terza parte dello studio è stata dedicata a diverse applicazioni dell’analisi tecnico-economico della gestione delle perdite. In particolare, l'indagine è stata effettuata su diversi casi di studio, che vanno dal cemento, all’automobilistico fino ad arrivare all’alimentare. Gli elevati risparmi ottenuti in ciascuno dei tre casi hanno permesso ai clienti di ripagare gli investimenti in pochi mesi. Inoltre devo sottolineare che la gestione delle perdite si colloca tra efficienza energetica e manutenzione predittiva perché oltre ai risparmi, permette di individuare eventuali criticità nel sistema che possono evolvere in potenziali guasti. I risultati ottenuti dimostrano il potenziale di questa tecnologia e la sua applicabilità in diversi settori industriali. E’ molto importante diffondere informazione su un tema attuale come questo che richiede una maggiore consapevolezza e impegno.