Mantener la eficiencia energética en la industria

Las emisiones de dióxido de carbono (CO2) son una de las principales causas del calentamiento global. El dióxido de carbono se emite cuando se queman combustibles fósiles como el carbón, petróleo y gas natural para generar electricidad, alimentar procesos industriales, mantener los automóviles y camiones en la carretera y los aviones en el aire y calentar nuestros hogares.

Si se quiere evitar un calentamiento global catastrófico, es necesario reducir drásticamente las emisiones de todos los sectores de la economía. Por eso, los fabricantes están haciendo que sus operaciones sean más eficientes desde el punto de vista energético. Sigue leyendo para saber cómo el acelerador de la eficiencia energética industrial está reduciendo las emisiones.

¿Quiénes son los grandes emisores de dióxido de carbono? Por países, las naciones más industrializadas son las culpables: China, EE.UU. y otros países de Europa. Eso significa que los fabricantes de esos lugares, y de otros, tienen un papel muy importante que desempeñar en la lucha contra el cambio climático, ya que la industria de todo el mundo es responsable de cerca del 24,2 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. Los sectores industriales más contaminantes son:

• Químico y petroquímico.
• Hierro y acero.
• Producción de alimentos y tabaco.
• Producción de metales no férreos (p. ej., aluminio).
• Papel y pasta de papel.
• Fabricación de maquinaria.
• Otras industrias, incluyendo minería, construcción, textil y producción de madera.

Los fabricantes ya están dando pasos de gigante para reducir significativamente los gases de efecto invernadero. Por ejemplo, en el Reino Unido, la industria manufacturera produce ahora un 40 % menos de emisiones que en 1990. Pero queda mucho trabajo por hacer. Gran Bretaña tiene el objetivo de llegar a cero emisiones netas en 2050, lo que requerirá más recortes por parte de la industria y un nivel de eficiencia energética que las empresas industriales rara vez han visto. Eso junto con la descarbonización paulatina de la generación de electricidad y calefacción y del transporte.

Los sectores especialmente intensivos en energía son la producción de cemento, petróleo y gas, y la producción siderúrgica y de fertilizantes. El hecho de que estas industrias sean especialmente intensivas hace que su descarbonización sea un reto, sin embargo, hay una serie de tecnologías que pueden ayudar. Entre ellas, están la calefacción y la refrigeración energéticamente eficientes, la electricidad renovable y los combustibles renovables como la biomasa o el hidrógeno, así como la electrificación de procesos que antes dependían del petróleo o el gas natural y otras tecnologías que se encuentran en una fase relativamente temprana de despliegue, como la captura y almacenamiento de carbono.

Otro medio clave para reducir las emisiones de CO2 es la eficiencia energética. Al igual que muchos consumidores ahorran dinero en sus facturas utilizando menos electricidad y gas, las empresas industriales pueden hacer lo mismo. La eficiencia energética ofrece soluciones prácticas que no solo ayudan a descarbonizar una empresa industrial, sino que además generan ahorros significativos.

Por ejemplo, la introducción de un sistema de eficiencia energética de iluminación LED tiene el potencial de reducir drásticamente el consumo de energía. La mejora del aislamiento térmico de las redes de vapor y agua caliente, o el control de fugas y la optimización de la presión de los sistemas que funcionan con aire comprimido, también pueden ser logros rápidos para la eficiencia energética en calefacción.

Los fabricantes también pueden trabajar para cambiar ciertos hábitos de los empleados para reducir la demanda de energía. Este tipo de iniciativas no solo ayudan a reducir las emisiones, sino que además suelen ofrecer un gran retorno de la inversión, ya que acciones como fomentar que se apaguen las luces o los ordenadores tienen un coste mínimo de implementación.

Los profesionales e ingenieros de mantenimiento pueden mejorar la eficiencia energética de su planta mediante la adopción de una serie de tecnologías. Veamos algunos de los sistemas de eficiencia energética más comunes:

Motores eléctricos de bajo consumo

Según el gigante industrial ABB, los motores eléctricos consumen cerca del 45 % de la electricidad mundial. La adopción de motores eléctricos energéticamente eficientes tiene el potencial de reducir el consumo mundial de electricidad en un 10 % aproximadamente, afirma. Así que una de las formas en la que los ingenieros de mantenimiento pueden ayudar a combatir el cambio climático es adoptando estos nuevos diseños de motores energéticamente eficientes (estos motores producen más potencia mecánica en relación con la potencia eléctrica consumida).

La Comisión Electrotécnica Internacional ha simplificado el proceso creando cuatro clases de eficiencia para los motores eléctricos de una sola velocidad de 120 W a 1.000 kW: IE1, IE2, IE3 e IE4 (eficiencia estándar, alta eficiencia, eficiencia premium y eficiencia superpremium). Los técnicos de mantenimiento y los ingenieros que eligen un motor eléctrico IE3 pueden conseguir aproximadamente un 96 % de eficiencia, y cerca de un 97 % con un diseño IE4. De hecho, al usar motores IE4 es posible reducir el consumo de energía para realizar el mismo trabajo que un motor menos eficiente y reducir así la huella de carbono.

Eficiencia energética en sistemas HVAC

Al mantener la temperatura ambiente en una planta de fabricación, los sistemas de aire acondicionado consumen mucha electricidad, lo que representa el 10 % del consumo mundial de electricidad y alrededor del 4 % de las emisiones. Por lo tanto, hacer que los equipos HVAC sean más eficientes tiene mucho potencial. Los pasos que pueden dar los ingenieros y los profesionales del mantenimiento para mejorar la eficiencia energética de los sistemas HVAC incluyen:

• Comprobar si hay fugas en el sistema, como escapes de refrigerantes (que en sí mismos son potentes gases de efecto invernadero).
• Programar el mantenimiento regular de los sistemas HVAC, asegurándose de que el sistema es del tamaño adecuado para el trabajo (las unidades HVAC sobredimensionadas consumen más energía).
• Utilizar ventiladores y motores de velocidad variable para mejorar la eficiencia energética. ¿Funcionan correctamente los filtros de aire de tu sistema HVAC?

Turbinas de gas eficientes

Las turbinas de gas se utilizan habitualmente para suministrar energía en sectores industriales como el químico, la fabricación de cemento, el petróleo y gas, el metalúrgico y el minero. La relación entre el trabajo producido por la turbina y la energía neta de entrada en forma de combustible es su medida de eficiencia. Las turbinas de gas eficientes producen más trabajo con menos combustible.

Los principales fabricantes de turbinas de gas están reduciendo las emisiones de una serie de gases nocivos, entre ellos no solo el CO2, sino también el monóxido de carbono y el óxido de nitrógeno. A escala de fábrica, también trabajan en tecnologías de turbinas de gas para fabricantes que mejoran la eficiencia al tiempo que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero.

Reducción digital de emisiones

La tecnología digital consume enormes cantidades de energía, pero también tiene potencial para reducir las emisiones. La eficiencia energética en la gestión de edificios, donde las redes de sensores y el software son capaces de controlar los sistemas HVAC para que consuman menos energía en las zonas desocupadas, es un ejemplo.

Otro es la iluminación inteligente, que utiliza sensores para optimizar el nivel de luz a determinadas horas del día o en función de las condiciones meteorológicas. La IA también tiene un enorme potencial como herramienta para optimizar los procesos industriales con el fin de ahorrar energía.

En una instalación de fabricación de gran tamaño, los equipos de producción y el mantenimiento de las condiciones ambientales adecuadas suelen ser grandes consumidores de energía. Los grandes fabricantes deben tener en cuenta que el coste inicial de una máquina nueva suele ser muy pequeño en comparación con la cantidad de energía que consumirá a lo largo de su ciclo de vida. Por lo tanto, seleccionar maquinaria energéticamente eficiente al sustituir los equipos es una buena inversión.

De hecho, reducir las emisiones de dióxido de carbono y ahorrar dinero van de la mano para los grandes fabricantes, incluso si implica una inversión inicial en nuevas tecnologías. Para calcular el retorno de la inversión de un proyecto de eficiencia energética, hay que estimar el coste frente al ahorro previsto a lo largo del tiempo. Después calcular la rentabilidad dividiendo el ahorro por el coste y expresar el resultado en porcentaje.

El Energy Saving Trust, organización independiente del Reino Unido comprometida con la promoción de la eficiencia energética, afirma que las pequeñas y medianas empresas de ingeniería pueden ahorrar hasta una cuarta parte de sus facturas aplicando sencillas medidas de eficiencia energética. Algunas de estas medidas pueden ser:

• Implantar una norma de gestión de la energía. La ISO 50001 proporciona un medio de reducción del carbono mediante la eficiencia energética.
• Mantener adecuadamente los equipos para reducir el desperdicio de energía.
• Mejora continua de las operaciones.
• Apagar la iluminación cuando no se necesita.
• Utilizar temporizadores para calentar o enfriar las instalaciones solo cuando estén presentes los empleados.
• Sustituir los sistemas antiguos de calefacción y refrigeración por modelos energéticamente eficientes.

Tomar medidas prácticas como estas te ayudarán a mejorar el consumo energético de tu planta, no solo ahorrándote dinero, sino también contribuyendo a cambiar el mundo para mejor. Aunque aún queda mucho por hacer en nuestra carrera hacia el objetivo de emisiones netas cero para 2050.