La manufactura y la industria son el tercer sector que más energía consume en la economía de EE. UU., después de la generación de energía eléctrica y el transporte. Esto es fácil de entender si se tiene en cuenta que este sector se encarga de todo, desde el procesamiento de materias primas como el gas natural, el petróleo, los metales y los productos agrícolas hasta la fabricación de nuevos productos, como viviendas y automóviles. 

De hecho, la mayor parte del consumo de energía se destina específicamente a actividades relacionadas con los procesos, ya sea para calentar un horno de fundición con el fin de purificar metales, o para generar las condiciones de calor y presión necesarias para procesos químicos, como los que se requieren para fabricar productos como el plástico. Estos procesos que consumen mucha energía suelen depender del petróleo o el carbón para satisfacer las elevadas demandas energéticas. 

La segunda parte del sector industrial que más energía consume es la relacionada con el funcionamiento de equipos auxiliares o de «sistemas de apoyo», como motores, bombas, ventiladores y equipos de transporte de productos, como cintas transportadoras y elevadores. Estos equipos dependen en gran medida de la electricidad. 

Los edificios en sí representan una parte relativamente pequeña del consumo total de energía del sector industrial. Sin embargo, esto no significa que se deba pasar por alto el potencial de ahorro energético. Asegurarse de que el sistema de climatización, iluminacióny los electrodomésticos funcionen de la manera más eficiente posible es esencial para reducir el consumo de energía. Consulta nuestroskits de herramientas específicospara obtener más información sobre cómo mejorar estos aspectos. 

Aumentar la eficiencia energética 

Dado que el sector industrial y sus procesos varían ampliamente, es casi imposible identificar mejoras que sean aplicables a todos los fabricantes. Por lo tanto, la mejor manera de comprender cómo reducir los costos de energía y aumentar la eficiencia es realizar una auditoría independiente. Esto permitirá a los profesionales del sector energético identificar oportunidades potenciales de ahorro de energía específicas para los procesos y las necesidades del edificio. Si bien algunas de estas recomendaciones pueden implicar el reemplazo o la modernización de equipos, muchas consistirán simplemente en implementar mejores prácticas de gestión energética, como instalar un variador de velocidad en los motores, capacitar a los empleados sobre las mejores prácticas de gestión y utilizar software de análisis energético para detectar irregularidades que puedan indicar áreas problemáticas. 

ENERGY STAR ofrece varias guías informativas y exhaustivas sobre mejoras específicas de eficiencia energética en el sector industrial, que abarcan desde la fabricación de automóviles hasta la producción de cereales para el desayuno. 

Equipo auxiliar

Las bombas, los motores y los sistemas de aire comprimido, aunque son una parte esencial de cualquier planta de fabricación, pueden contribuir a algunas de las mayores ineficiencias relacionadas con el consumo de energía. A continuación se presenta una lista de estrategias que se deben considerar al buscar aumentar la eficiencia energética en estas áreas. 

Bombas

  • Conoce las señales de advertencia de que una bomba no funciona de manera eficiente. Entre ellas se pueden incluir un funcionamiento excesivamente ruidoso, altos requisitos de mantenimiento y válvulas de control sometidas a un esfuerzo excesivo. 
  • Asegúrese de que los sistemas de bombeo tengan el tamaño adecuado para las necesidades operativas. Esto podría requerir reemplazar la bomba actual por un equipo de tamaño más adecuado. Para determinar el tamaño correcto de la bomba, consulte este artículo de Sean Moran. 
  • Si no es posible reemplazar la bomba, cambiar el impulsor de la bomba por uno de un tamaño más adecuado puede ser una alternativa eficaz. 
  • Por último, ajusta la configuración de las tuberías dentro del sistema de bombeo para garantizar que los materiales fluyan de manera eficiente. Esto incluye asegurarse de que las tuberías tengan el diámetro adecuado, reducir o eliminar los ángulos agudos (de 90⁰ o más) y rediseñar el trazado de las tuberías para reducir las caídas de presión. 

Motores 

  • Los motores suelen dimensionarse para satisfacer las demandas máximas de energía. Si bien este enfoque es adecuado cuando el sistema opera a su nivel máximo, puede generar un gran desperdicio de energía cuando el sistema funciona con una demanda menor. Diseñar un sistema especializado que se adapte a las distintas condiciones de operación puede ayudar a reducir este desperdicio. Por lo general, lo más recomendable es dimensionar los motores para aproximadamente el 75 % de la demanda máxima de energía. 
  • Si no es posible reemplazar un motor, instalar un variador de velocidad en un motor existente puede ayudar a reducir el desperdicio cuando el sistema opera con una demanda menor. Esto también puede prolongar la vida útil del sistema, ya que reduce el desgaste, y mejorar los niveles de productividad, ya que la velocidad del motor se adapta mejor a los procesos del sistema. 

Sistemas de aire comprimido

  • Revisa el sistema para detectar fugas. Las fugas pueden desperdiciar entre el 20 y el 30 % de la producción de energía de un sistema. 
  • Repara las fugas de inmediato. Las fugas suelen ocurrir cerca de las uniones y otras conexiones. Invierte en accesorios de calidad y utiliza sellador para uniones a fin de garantizar el mejor ajuste posible. Detectar las fugas y solucionarlas de inmediato garantiza que el sistema pueda mantener la presión adecuada, los niveles de funcionamiento y la eficiencia energética. 
  • Si es posible, reduzca la presión de aire del sistema. Una presión de flujo más baja reduce la carga sobre el equipo y minimiza las posibles tasas de fuga de aire. 

Recuperación de calor residual 

Según el Departamento de Energía de EE. UU., entre el 20 % y el 50 % de la energía utilizada en la industria se desperdicia en forma de calor residual. Este calor puede presentarse de diversas formas, como el calor irradiado por equipos de calefacción, los gases de escape calientes, los procesos de enfriamiento, etc. Capturar este calor y redirigirlo hacia un proceso del sistema puede ser una excelente manera de reducir estas pérdidas de energía y hacer que un sistema industrial sea más eficiente. 

El método de recopilación depende en gran medida de los procesos industriales presentes en una planta en particular. Sin embargo, existen productos de software disponibles para capacitar a los coordinadores de energía y a los gerentes de planta sobre posibles áreas de mejora específicas de la planta de fabricación. Uno de estos programas es la Herramienta de Encuesta para la Evaluación del Calentamiento de Procesos (PHAST). Este programa toma los datos históricos de consumo energético proporcionados por el usuario y genera una serie de guías informativas que enseñan a los coordinadores cómo operar el equipo de manera más eficiente. 

Producción de energía 

Algunos costos de energía pueden compensarse mediante la producción de energía en el propio sitio, utilizando energía solar, eólica y otras fuentes de energía renovable. Esto no solo puede reducir los costos de energía, sino que también puede disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero (dependiendo del tipo de energía utilizada), generar una mayor resiliencia energética y constituir una fuente potencial de ingresos para las industrias. 

Consejos rápidos para mejorar la eficiencia energética 

A pesar de la variación en las necesidades de consumo de energía del sector industrial, existen prácticas generales que pueden implementarse en la mayoría de los ámbitos para aumentar la eficiencia energética. A continuación se presenta una lista de posibles mejoras: 

  • Instale variadores de frecuencia (VFD) en motores y bombas siempre que sea posible para controlar el consumo de energía con mayor precisión. Esto puede aumentar tanto la eficiencia energética —con un ahorro de hasta el 60 %— como la eficiencia de la producción. Consulte el mkit de herramientas para motores para obtener más información. 
  • Cambia a luces LED. Visita el guía práctica de iluminación para obtener más información. 
  • Realizar el mantenimiento del software y los equipos de gestión energética para identificar áreas de ineficiencias. Capacitar a los empleados para que detecten las ineficiencias y sepan cómo solucionarlas de manera oportuna. 
  • Asegúrate de que los puntos de ajuste de los sistemas de control de energía, como los sensores de iluminación, los termostatos y los sistemas de apagado automático, se ajusten con regularidad y estén en buen estado de funcionamiento. 
  • En el caso de un sistema de caldera, aislar las tuberías de vapor y condensado y realizar el mantenimiento de los purgadores de vapor puede evitar fugas y ahorrar hasta un 20 % del consumo energético de una planta industrial.