La eficiencia energética siempre ha sido un factor vital en el sector industrial, pero los recientes acontecimientos han llevado a un primer plano la necesidad de una exigencia mucho mayor. Ahora más que nunca, los fabricantes no se pueden permitir desperdiciar ni un solo julio (J) de energía si se puede evitar.
La eficiencia energética siempre ha sido un factor vital en el sector industrial, pero los recientes acontecimientos han llevado a un primer plano la necesidad de una exigencia mucho mayor. Ahora más que nunca, los fabricantes no se pueden permitir desperdiciar ni un solo julio (J) de energía si se puede evitar.
La eficiencia energética no consiste tan solo, desde luego, en minimizar los costes operativos o en proteger el medio ambiente. Otras ventajas fundamentales para los fabricantes son la posibilidad de prolongar la vida útil de sus costosos equipos, aumentando al mismo tiempo los niveles de productividad y rendimiento.
Máximo rendimiento
En la práctica, la eficiencia energética es la capacidad de monitorizar si la maquinaria funciona a máximo rendimiento e identifica si la carga de motores y accionamientos es excesivamente alta o baja. Esto permite que los directores de fábricas y plantas evalúen el desperdicio en compresores de aire, equipamiento de procesos y sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado, monitorizando y optimizando para ello la calidad eléctrica siempre que surge la oportunidad.
Los equipos pueden sufrir daños o corrosión de muchas maneras que no se pueden detectar a simple vista. Como resultado de ello se desperdicia energía sin que nadie en la fábrica sea capaz de identificar su origen o cuál es el nivel de desperdicio. La eficiencia de la planta es tan crucial que puede afectar a la capacidad de un fabricante de cubrir las necesidades de los clientes, procesar pedidos, retener al personal y mantener su ventaja competitiva.
Electricidad, agua, gas y aire
En la industria, las principales áreas en las que se puede aumentar la eficiencia energética son electricidad, agua, gas y aire. La mayor parte del tiempo de inactividad se puede vincular con una gestión deficiente debido a daños o averías en los equipos y los procesos de la fábrica. Al profundizar más, los ingenieros de mantenimiento, reparación y operaciones necesitan centrarse en la eficiencia de la batería, el análisis del consumo energético y la calidad eléctrica en su conjunto, así como en la identificación rápida y eficiente de fugas de aire, gas y vacío.
Estos ingenieros necesitan confiar en equipos que registren con exactitud y sean capaces de almacenar y compartir datos en tiempo real de energía, carga y calidad eléctrica para optimizar el rendimiento. Las empresas industriales, disponiendo de esta información, pueden obtener una imagen clara sobre la salud de sus sistemas eléctricos. Esto permite que los equipos tomen decisiones fundamentadas sobre las mejoras requeridas con el fin de evitar daños costosos en los equipos y lograr el difícil objetivo de alcanzar los máximos niveles de productividad y eficiencia.
Análisis de la calidad eléctrica
Es bien sabido que una mala calidad eléctrica puede provocar que los equipos industriales se comporten de forma impredecible e incluso que fallen prematuramente. Si no se comprueba de manera periódica la calidad eléctrica, pueden surgir problemas en motores, cables, transformadores, bancos de condensadores y paneles de conmutación. La capacidad de comprobar la calidad eléctrica dentro de un plan de mantenimiento periódico, facilitará mucho la identificación de problemas tanto potenciales como existentes, y bridará la opción de resolverlos antes de que provoquen fallos en los equipos y la inactividad de la línea de producción.
Otra cuestión es que los niveles de calidad eléctrica pueden verse afectados si la instalación de maquinaria compleja altera la dinámica de la planta. Cuanto más compleja es una instalación industrial, más probable es que una calidad eléctrica deficiente se convierta en un problema. Para contrarrestar esta complejidad es primordial disponer de un medio de analizar la calidad eléctrica de forma sencilla y segura. Lo ideal es que el proceso no consuma mucho tiempo de dedicación del personal más cualificado de la fábrica. Los técnicos de mantenimiento con menos experiencia deberían ser capaces de realizar las inspecciones y de generar informes con facilidad.
Armónicos, bajadas y subidas de tensión
Los analizadores de calidad eléctrica de la serie 1770 de Fluke permiten que los fabricantes aumenten la productividad y la eficiencia. Este instrumento puede medir de manera automática y analizar parámetros de calidad eléctrica como desequilibrios de tensión y corriente, transitorios, flicker (parpadeo), armónicos, bajadas y subidas de tensión. Gracias a la captura de transitorios de tensión de alta velocidad, el analizador permite que los ingenieros mitiguen sus efectos con el fin de evitar fallos en los equipos. Los datos se pueden compartir de inmediato mediante una red Wi-Fi, Ethernet o GSM.
La serie 1770 de Fluke reúne en un solo equipo portátil las capacidades de resolución de problemas de un medidor de calidad eléctrica así como de análisis y registro de un analizador autónomo de calidad eléctrica. Además, gracias a sus especificaciones de primera categoría, este instrumento se puede alimentar directamente desde un circuito de medida, eliminando así la necesidad de una toma de alimentación separada o de un cable alargador.
Detección de fugas de aire
Las fugas de aire constituyen una fuente de preocupación en todas las instalaciones industriales pero son especialmente problemáticas en el sector de alimentos y bebidas a la hora de gestionar la eficiencia energética. Incluso en los entornos actuales de alta tecnología, los ingenieros de mantenimiento recurren a escuchar las fugas o a utilizar la antigua técnica del agua jabonosa. Estos métodos presentan unos inconvenientes evidentes, entre ellos la baja probabilidad de oír el silbido del aire en una fábrica ruidosa, llegar hasta los conductos en áreas peligrosas o de difícil acceso, y marcar y registrar las fugas para su posterior reparación.
Una importante empresa embotelladora de refrescos en Alemania se marcó unos nuevos y exigentes objetivos para la reducción de sus emisiones de gases invernadero, poniendo especial énfasis en disminuir las emisiones indirectas debidas al uso de la energía. En concreto, la empresa deseaba minimizar la cantidad de energía que desperdiciaba a causa de las fugas no detectadas en sus sistemas de aire comprimido. La empresa estimó que el empleo de instrumentos especializados en la identificación de fugas con rapidez le proporcionaría un ahorro energético anual de hasta 150.000 euros.
Se llevaron a cabo pruebas con la cámara acústica industrial ii900 de Fluke. La matriz de 64 micrófonos de alta sensibilidad del instrumento demostró que los ingenieros de mantenimiento con poca experiencia podían obtener datos exactos en tiempo real sobre las fugas de aire, gas y vació en los sistemas de aire comprimido de la planta. Estos data aparecían en una pantalla LCD de fácil lectura.
En la actualidad, esta empresa de alimentos y bebidas utiliza esta cámara acústica que apunta y dispara para identificar fugas de aire comprimido en áreas cerradas de difícil acceso, sistemas de conductos elevados y tuberías, mangueras, conexiones, bridas y válvulas en el mezclador de CO2, el elaborador de sirope y el sistema de autolimpieza. Los ingenieros ya no han de subir escaleras ni tomar fotografías para compartir esta información con sus compañeros de trabajo. Además, la planta ha acabado con la necesidad de paradas imprevistas mientras se desarrolla el proceso de detección de las fugas. El equipo también puede clasificar las fugas en función de su gravedad con el fin de elaborar un plan de mantenimiento programado y, una vez hechas las reparaciones, los ingenieros pueden utilizar la cámara acústica industrial ii900 de Fluke para comprobarlas.
El director de la planta embotelladora comenta: “Hemos adquirido esta innovadora tecnología para localizar fugas en nuestros sistemas de aire comprimido por toda la planta. Ya hemos obtenido importantes ahorros de energía”.
Capacidad recuperada
Otro ejemplo de uso de la misma cámara acústica es un fabricante estadounidense de plataformas elevadoras que se ha marcado como objetivo una mayor eficiencia energética por medio de la detección y reparación de fugas. Genie (una marca de Terex) estimó que utilizaba entre 3.000 m3/h y 4.400 m3/h de aire comprimido a diario para accionar hasta 200 herramientas de apriete por línea, así como equipos que transportaban grandes planchas de acero de 1,3 cm. Si la presión del aire comprimido se veía afectada de alguna manera, el resultado podría ser la pérdida de hasta 200.000 piezas.
Se encontraron algunas fugas en las mangueras ubicadas en las vigas de la fábrica. Comprobar las mangueras y localizar cada fuga resultaba difícil y consumía mucho tiempo. Hallar una sola fuga podría costar hasta 45 minutos según el supervisor de mantenimiento, Josh Stockert. Él mismo confirmó que la cámara acústica ha permitido a la fábrica recuperar el 25,7% de la capacidad de aire comprimido, lo cual representa un ahorro anual de energía por valor de 48.754 dólares. El ahorro fue calculado con exactitud por un analizador trifásico de consumo eléctrico Fluke 3540 FC.
“Estábamos cerca del máximo que podría proporcionar nuestro sistema compresor”, asegura Stockert. “Tras corregir las fugas encontradas con la ii900, uno de nuestros compresores está casi en reposo la mayor parte del tiempo”.
“Hacen falta entre 30 segundos y un minuto para encontrar una fuga de aire con la ii900. Algunos días podemos encontrar y reparar 30 o 40 fugas en apenas un par de horas. También podemos utilizar la ii900 durante las horas de producción, cuando hay mucho ruido, y aun así es capaz de capturar fugas a la altura de las vigas, a una distancia de 6 a 9 metros”, concluye Stockert.
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Calibraciones multifunción
Los fabricantes que tratan de lograr la máxima eficiencia energética también son conscientes de la necesidad de realizar inspecciones, comprobaciones y calibraciones de forma periódica en el enorme número de equipos de control de los procesos existentes en las fábricas. El rendimiento de los instrumentos electrónicos puede cambiar con el paso del tiempo debido a la exposición de la electrónica y el elemento de detección primario, a variaciones de temperatura y humedad, así como a contaminantes y vibraciones. Un problema que conlleva comprobar estos equipos es que a menudo necesitan funcionar continuamente con los máximos niveles de fiabilidad y exactitud, y ello implica que no es factible detener la producción para realizar el proceso de calibración.
Muchas empresas han recurrido a los calibradores multifunción, que permiten comprobar in situ sensores, transmisores y otros equipos esenciales de la planta sin necesidad de que esté presente un técnico especializado en calibración. El calibrador y documentador de procesos Fluke 754 con comunicación HART resuelve este problema desempeñando las funciones de varios instrumentos. Puede suministrar, similar y medir presión, temperatura y señales eléctricas en un solo instrumento portátil. También automatiza los procedimientos de calibración y captura datos, eliminando así la práctica de documentar los registros de calibración a mano, que aún se emplea actualmente en muchas fábricas.
Gracias a la potente gama de instrumentos disponibles, la capacidad de lograr la máxima eficiencia energética en numerosas áreas de vital importancia en la industria ha recibido un impulso considerable que permite a las empresas cumplir sus objetivos de sostenibilidad.