Aprovechando el potencial desperdiciado en la industria de energía térmica
¿Por qué no hay más pequeñas y medianas empresas de fabricación que recuperan el calor de sus sistemas de aire comprimido? ¿Por qué hemos tardado tanto en ver cómo se extendía esta práctica desde las grandes empresas a las de menor envergadura? El potencial de ahorro de energía es evidente. Los beneficios para la reducción de emisiones son claros y el retorno de la inversión es elevado en un periodo de tiempo reducido.
Todo el mundo habla de la eficiencia energética y de la reducción de los desperdicios, y no faltan los motivos. Se calcula que, en la Unión Europea, el sector industrial es responsable de entre el 20 y el 25% del consumo total de energía. Si la UE quiere lograr la neutralidad en carbono para 2050, en la eficiencia energética y la eliminación de los desperdicios de este sector reside una enorme oportunidad sin aprovechar. Con independencia de la excusa habitual de ‘fuerza mayor’, acabar con el malgasto de energía no solo es lo correcto, sino que también es una buena práctica empresarial, sea cual sea el tamaño de sus operaciones.
La solución está en las fábricas, podríamos decir. En este artículo, trataré de ilustrar las importantes ventajas de los sistemas de recuperación de calor para las pequeñas y medianas empresas de fabricación.
¿De cuánto calor estamos hablando?
En un sistema típico de aire comprimido con inyección de aceite, el calor recuperable, en teoría, es un 96% del total del consumo de energía eléctrica. Se trata del calor que se disipa en el enfriador de aceite (78%) y el refrigerador posterior (13%), y del calor que emite el motor eléctrico (5%).
El calor disipado por el enfriador de aceite se puede utilizar para calentar agua, y el calor del refrigerador posterior y del motor eléctrico se pueden emplear como calefacción adicional del espacio. El 4% restante del calor no se puede recuperar, ya que el 2% se expulsa por la cubierta y el 2% restante se disipa dentro de dicha cubierta.
No hay un método para la recuperación de calor que valga para todo el mundo. Factores como la ubicación del compresor de aire respecto al calor del proceso, el agua caliente o el sistema de aire desempeñan un papel importante, pero también el compresor que se emplea lo tiene. Los compresores lubricados con aceite son, con mucho, los que se usan más habitualmente en las aplicaciones industriales debido a la aceptación de la tecnología y a su fiabilidad. Se calcula que más del 90% de todos los compresores de aire de tornillo instalados en Europa están lubricados con aceite. Estos compresores suministran aire comprimido fiable a una gran variedad de industrias, como la automoción, la fabricación general y el embalaje. Para ayudar a la mayoría de las industrias, el sistema de recuperación de calor funciona bien en combinación con todos los compresores de aire lubricados con aceite.
Desde el principio
Está claro que aprovechar la energía que se desperdicia no es un concepto nuevo. Durante décadas, diversos sectores han reconocido el ahorro de energía en los casos en el que el rédito de una pequeña inversión inicial era evidente. La energía es el componente más caro del coste total del aire comprimido. De hecho, durante la vida útil de un compresor típico, generalmente la energía supone un coste varias veces mayor que el precio de compra de dicho compresor. En resumen: maximizar la eficiencia energética le hace ahorrar dinero. Algunos de los primeros en intentarlo fueron grandes empresas del sector industrial, con operaciones que incluyen sistemas de aire comprimido de gran capacidad funcionando a todas horas y todos los días y actividades que requieren calefacción de procesos. Entre ellas encontramos a sectores como el de los alimentos y bebidas, el farmacéutico y el textil. En pocas palabras, cuanto mayor es el tamaño de las operaciones, mayor es el ahorro de energía.
Al mismo tiempo, algunas pequeñas empresas de ingeniería se estaban transformando o creando empresas derivadas conocidas como empresas de servicios energéticos (ESCO). Estas empresas ofrecen una amplia gama de soluciones energéticas, que incluyen el diseño y la implementación de proyectos de ahorro de energía, la instalación a posteriori, la conservación de la energía, la externalización de la infraestructura energética, la generación y el suministro de energía y la gestión de riesgos.
Sin embargo, la implantación de sistemas de recuperación de calor en pequeñas y medianas empresas ha sido muy reducida. La Comisión Europea, en su informe ‘Valorización del calor residual: mejorar la eficiencia energética en las industrias de transformación’, apuntó que “el potencial de recuperación del calor residual industrial sigue desaprovechándose debido a una serie de obstáculos tanto técnicos como no técnicos, entre ellos, la necesidad de disponer de tecnologías eficaces y rentables para recuperar el calor que se pierde y reutilizarlo, aumentar su temperatura o transformarlo con vistas a su valorización”. [1]
Usos de la recuperación de calor
Como he mencionado anteriormente, las empresas que más provecho sacan de la recuperación de calor habitualmente son aquellas que también requieren calefacción de procesos y tienen operaciones que funcionan de manera continua. Por lo general, vemos que, en este tipo de empresas, la recuperación de calor proporciona un importante retorno de la inversión, incluso en menos de un año, y raramente en menos de dos.
Aunque no todos los usos del calor recuperado son iguales, otras empresas también pueden lograr enormes beneficios. Por ejemplo, su uso durante los meses de frío produce grandes beneficios para los costes y las emisiones de carbono. Algunas empresas de la industria no han desaprovechado estas ventajas, y en los últimos años las aplicaciones de recuperación de calor tanto para calefacción de espacios como para calentamiento de agua con fines de confort de las personas (calentamiento de instalaciones) se han ido haciendo cada vez más populares.
En estos casos, el calor se emplea como fuente de calentamiento adicional, lo que, a su vez, reduce el uso de las calderas tradicionales con combustibles fósiles y, por tanto, se reducen los costes de combustible para calefacción y las emisiones de carbono. Cuando el calor recuperado se utiliza para calentar agua, la eficiencia que vemos es superior al 85% y aumenta hasta el 96% en operaciones totalmente optimizadas. Por su parte, en la calefacción de espacios (calentamiento del aire), puede lograrse una eficiencia de entre el 60 y el 70%. Con estos resultados, las empresas suelen disfrutar de un rápido retorno de la inversión, en un plazo de uno a tres años.
Por tanto, aunque se obtienen beneficios independientemente del tamaño, el sector o los factores operativos de los procesos, aún puede ganar mucho si recupera y reutiliza el calor de su sistema de aire comprimido. Entonces, ¿por qué la implantación es tan lenta?
Aplicación de la tecnología
En muchas pequeñas y medianas empresas, sencillamente la recuperación de calor no ha sido una prioridad. Habitualmente, y con razón, las principales prioridades son la capacidad, la fiabilidad, la eficiencia energética y, luego, la recuperación de calor... muy muy por detrás del resto.
En estos momentos, contemplamos un movimiento de cambio en los procesos industriales. Las presiones legislativas y políticas fuerzan a compromisos necesarios para lograr eficiencia energética. Las expectativas de los consumidores de conseguir productos sostenibles amplían el largo brazo de la trazabilidad y la responsabilidad de la cadena de suministro a la mejora de la eficiencia. Y, por último y más importante, el conocimiento y los sistemas para la recuperación de calor se están generalizando y abaratando.
La industria del aire comprimido ha realizado grandes avances en la mejora de la capacidad, la fiabilidad y la eficiencia energética de los sistemas de aire comprimido, abordando estas prioridades para operaciones de todos los tamaños. Y mientras el ritmo de las innovaciones avanza sin cesar, ELGi está sacando al mercado sistemas de recuperación de calor para ‘conectar y usar’ a precios muy competitivos. En combinación con un mayor enfoque operativo sobre las auditorías de la energía y la conformidad del rendimiento de los sistemas con los estándares sobre gestión energética (como la norma ISO 50001), las pequeñas y medianas empresas pueden aprovechar los beneficios de la recuperación de calor con más facilidad que nunca.
Los números no engañan
Existen herramientas y tecnologías disponibles para que empresas de todos los tamaños se puedan beneficiar de la recuperación de calor. Un elevado retorno de la inversión supone ahorros de costes inmediatos y, lo que es más importante, reducciones de las emisiones de carbono para ayudarle a reducir la huella de carbono neta de la empresa. Implantar la recuperación de calor no solo es lo que hay que hacer para el futuro de nuestro planeta, sino que también es una buena práctica empresarial.
Las pequeñas y medianas empresas cuentan ya con herramientas y oportunidades para adelantarse a cualquier cambio legislativo, para satisfacer las demandas de sus clientes (y de los clientes de sus clientes) de una mejora en la sostenibilidad y, en último término, para mejorar sus interminables objetivos de productividad.
Además de toda esta fuente de energía gratuita potencial, deben tenerse en cuenta otros aspectos importantes. Por ejemplo, disponer de una instalación de aire comprimido del tamaño adecuado, incluida la propia sala de los compresores, así como su ubicación hasta el punto de uso (donde se necesita el aire comprimido). Así pues, el objetivo final es recuperar calor de un sistema con el tamaño adecuado que esté situado lo más cerca posible del punto de uso. Para ayudarle a lograrlo, siempre puede confiar en la colaboración entre su empresa de servicios energéticos y su experto local en aire comprimido, pero si este artículo no es tan claro como debería, no se fíe de mis palabras. La Comisión Europea también ha dicho: “Mejorar la eficiencia energética en los procesos industriales puede dar lugar a un ahorro sustancial de energía primaria, a la descarbonización del suministro energético y a la consiguiente reducción de las emisiones de CO2. Reducir el coste energético también posibilitará una mayor competitividad”.
