En la actualidad, cuando estamos en la carrera por alcanzar los objetivos de sostenibilidad impuestos por los limites de nuestro planeta, afloran nuevos conceptos de energía, nuevas tecnologías de producción y, sin embargo, el vapor sigue siendo, pese a su -quizás injusta- ‘mala imagen’, el primero de los fluidos térmicos utilizados en industria.
El tiempo nos muestra que la mala imagen del vapor como fluido rey solo tiene que ver con su generación histórica, ya que la naturaleza de este fluido per se no es otra que el agua, nuestro mayor recurso, el más compatible con la vida, el más sostenible, el que cíclica e indefinidamente se regenera en nuestro planeta.
Y es en esta carrera por la sostenibilidad donde los sistemas de vapor con una generación limpia pueden ser nuestra mejor opción para los procesos térmicos industriales. No podemos obviar en este objetivo la necesidad de cambiar y mejorar los sistemas existentes, provenientes de generaciones que datan del exceso y la abundancia de combustibles fósiles. El vapor, para ser un fluido del futuro no solo ha de mirar hacia su generación limpia sino hacia su propio “ciclo del agua”, donde nada se desperdicia, ni materia ni energía tal y como ocurre en la propia naturaleza.
Los sistemas de vapor actuales han de mirarse con ojos críticos, buscando cómo reducir al mínimo las ineficiencias de sus distribuciones y consumos, para así “regenerarse” con el mínimo aporte energético, es decir, que la energía “inyectada” en el generador de vapor sea lo más cercana posible a la que este fluido deja en nuestros procesos productivos.
Esta empresa no es compleja en si misma, o en teoría, simplemente requiere de una meticulosidad en planteamiento y explotación de nuestras instalaciones.
En cuanto a cómo alcanzar la máxima eficiencia en un sistema de vapor partiendo de una instalación existente, desde mi experiencia, que es alguna, les diría que lo primero es terminar con el derroche flagrante.
Reduciendo el primer y más importante paso hacia la eficiencia en un conjunto de acciones clave: cortar, aislar, retornar y recuperar.
Cómo y por qué cortamos.
Las distribuciones de vapor siempre tienen zonas paradas, que no se utilizan durante algún tiempo, y que en cambio están innecesariamente calientes. Esperando, consumiendo, y gastando.
Cuando tomamos en consideración estas zonas o líneas y buscamos equipos capaces de sectorizar, cerrando de forma estanca y abriendo con seguridad, nos encontramos que nuestro consumo basal de planta disminuye notablemente.
Para lograr esto, necesitamos al menos dos aliados, una buena válvula de corte y conocimiento sobre nuestras tuberías. El conocimiento de la instalación es objeto de cada uno que se embarque en esta empresa, en cambio la válvula de corte que nos puede ayudar en esta tarea es fácilmente identificable por su capacidad de cierre sistemático a lo largos de los años. No es sino otra la que válvula de pistón con un cierre de vástago contra 6 anillos de teflón donde no existe cierre por asiento sino por apriete contra los anillos, garantizando la estanqueidad tras muchos ciclos de funcionamiento.
El mantenimiento que esta válvula supone se reduce al reapriete en caliente y al cambio de los anillos de cierre cada 3-6 años en función del uso. Esto la hace imbatible como válvula de corte.
Cada metro de tubería de DN50 a 10barg sin aislar consume 2kg/h de vapor, si la aislamos podemos reducir este consumo al 10%, siempre suponiendo que el aislamiento esté en perfecto estado, no se moje y se mantenga estanco.
Cortamos líneas no solo por el consumo que generan, que puede suponer un incremento del consumo basal importante, sino para evitar los golpes en consumidores cuando la línea caliente, y en muchas ocasiones deficientemente drenada, lanza el condensado hacia estos provocando golpes y rupturas indeseadas.
Por tanto, cerrar líneas y abrirlas permitiendo el tiempo debido para su dilatación y purga, ayuda en un primer paso hacia la eficiencia de nuestro sistema, consumiendo solo donde lo necesitamos y cómo lo necesitamos.
El segundo paso, está claro, se trata de aislar.
Cuando aislamos nuestras líneas reducimos la energía que le regalamos al ambiente, pero también mejoramos la calidad del vapor que entra en nuestros procesos haciéndolos de forma indirecta más eficaces.
El vapor, como fluido térmico, cede su energía a todo aquello que toca con menor temperatura, por lo tanto, el primer consumidor de una instalación es sin duda la tubería.
Un mal aislamiento de la tubería hace que el carácter de elemento distribuidor de la misma pase a ser de un gran condensador de vapor.
No siempre un mal aislamiento viene de la no existencia de este, sino también del deterioro del material aislante o de la coquilla protectora, e incluso en algunos casos cuando el material aislante se convierte en esponja de la humedad ambiente, las fugas de la propia tubería o las precipitaciones climáticas, siendo entonces un momento de grandísimo consumo de vapor en la tubería y pudiendo multiplicar esos 2kg/h/m que ejemplificábamos antes en una DN50 hasta los 20kg/h/m.
Luchar contra el propio consumo de las tuberías es sin duda el mayor de los desafíos para la búsqueda de la eficiencia. No solo debemos aislar las líneas sino los elementos que las componen. Y debemos hacerlo con sistemas impermeables que nos permitan acceder a la instalación para su mantenimiento.
La utilización de camisas aislantes removibles que permitan este trabajo ha permitido reducir los consumos de vapor de forma tan notable que incluso se premia su instalación con certificación de ahorro energético.
No es hasta el tercer y cuarto punto de nuestro conjunto de primeras acciones que nos centramos en el retorno y recuperación.
El corazón de la eficiencia energética en una instalación de vapor reside en cuanta materia y energía eres capaz a devolver y mantener en el sistema. Si produjéramos vapor para tirarlo al aire, cada nuevo kilo producido de este fluido nos costaría una gran energía. Sin embargo, si nuestros sistemas productivos lo permiten, y la producción de este fluido se consume energéticamente hablando en intercambios indirectos, una gran puerta de oportunidad se abre ante nosotros. Podemos retornar el condensado.
Cuando logramos que la materia y energía no utilizada en nuestro proceso vuelva a la casilla de salida, nuestra generación de vapor multiplica instantáneamente su eficiencia. Muchos de estos condenados es posible retornarlos solos, mediante el dimensionamiento correcto de las tuberías de retorno. Si es posible retornarlos nunca debemos tirarlos.
Pero, como hemos dicho, nuestro conjunto de primeras acciones se centra en aquello que supone un derroche flagrante. Y es que a veces, la presión de trabajo de nuestros sistemas hace imposible que esos condensados retornen solos. Es aquí donde las bombas mecánicas, sin consumo eléctrico externo, y sin control, hacen la labor de retorno aumentando el ratio de eficiencia de la planta. Haciendo que nuestro generador de vapor se vea alimentado por un mayor porcentaje de condensados, y por tanto, requiera de menor energía para producir cada kg de vapor.
En muchas ocasiones estos condensado de vapor van acompañados de un revaporizado, que cuando hay que bombearlos este fluido energéticamente valioso puede ser desaprovechado para aquellos ojos que no conozcan la tecnología de recuperación de venteos con baja presión. Es el momento entonces de aprovechar al máximo el retorno, condensado este revaporizado y permitiendo que su energía se consuma localmente mediante un circuito de agua caliente o incluso el precalentamiento de un fluido de proceso que luego se termine de calentar con vapor.
Este tipo de sistemas compactos donde el bombeo de condesados se acopla a la recuperación del revaporizado de dichos condensados, ayudan en gran medida al desarrollo de la eficiencia energética de las instalaciones. Existiendo variantes con bombas eléctricas en aquellas instalaciones donde son preferibles.
Por tanto, ya sabemos cuales son los primeros pasos hacia una instalación de vapor eficiente, donde la energía que damos al agua para generar vapor se quede preferible y mayoritariamente en los consumidores. Usando como aliados Las válvulas de pistón para cerrar líneas, las camisas aislantes para aumentar el % de aislamiento de nuestra instalación, y los monobloques de recuperación condensados junto con los condensadores de venteo que permiten recuperar tanto la energía como la materia de nuestros condensados.