Actualmente, la gestión ambiental es una de las principales prioridades empresariales en todo el mundo. La influencia de clientes, empleados, comunidades, proveedores, inversores y organizaciones reguladoras, como la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) y el Pacto Mundial de las Naciones Unidas, ha impulsado a las empresas a desarrollar y aplicar nuevas iniciativas de sostenibilidad.

Existe un reconocimiento generalizado de que las empresas manufactureras desempeñan un papel importante en la conservación del medio ambiente. Y las empresas que están demostrando una fuerte integración de las iniciativas de sostenibilidad en su estrategia empresarial no solo están dando el ejemplo, sino que también están obteniendo beneficios económicos.

A los ingenieros de sostenibilidad y los profesionales de salud y seguridad ambiental (EHS) de las empresas se les exige cada vez más que rindan cuentas sobre indicadores clave de rendimiento (KPI) específicos para demostrar el éxito de sus programas. Según una encuesta sobre informes de sostenibilidad de 2020* realizada por KPMG, el 80 % de las empresas de todo el mundo y más del 95 % de las empresas más grandes informan actualmente sobre los resultados de sus iniciativas de sostenibilidad.

Cuando se trata de hacer un seguimiento de la sostenibilidad en el sector de la fabricación industrial, la reducción del uso de energía y del consumo de gases de efecto invernadero suelen ser métricas clave. Si su planta no está recopilando datos sobre el uso de la energía, los primeros pasos son definir qué áreas se deben supervisar y establecer métricas de referencia o indicadores clave de rendimiento (KPI).

Punto de partida

Empiece por examinar los distintos procesos y equipos de su planta, como el sistema de recolección de polvo. Dos factores importantes que contribuyen al consumo de energía de los colectores de polvo son su ventilador y el acondicionamiento del aire cuando las emisiones se expulsan al exterior. Vamos a analizar con mayor detalle estos dos factores y proponer posibles soluciones que podrían ayudar a su planta a hacer un uso más eficiente de la energía y ser más rentable.

Liberación de las emisiones en interiores frente a exteriores

Todas las plantas y aplicaciones son distintas, por lo que los responsables de cada planta deben decidir si es más adecuado utilizar un sistema de recolección de polvo en interiores o en exteriores. Por ejemplo, las aplicaciones que generan agentes cancerígenos o gases y sustancias peligrosos deben liberar sus emisiones al exterior para ayudar a gestionar los riesgos relacionados con la exposición y la posible contaminación de máquinas y productos.

Si para una aplicación específica no es necesario liberar las emisiones al exterior, las instalaciones que utilicen sistemas de recolección de polvo eficientes y confiables pueden beneficiarse de descargar al interior (recircular) el aire filtrado en su lugar.

Cuando un colector de polvo está configurado para hacer recircular aire frío o caliente a través de la planta, el aire recirculado se mantiene a la temperatura deseada o cerca de ella, lo que requiere menos consumo de energía que la introducción de aire nuevo que podría tener que enfriarse o calentarse.

Las plantas de procesamiento situadas en climas fríos o cálidos son las que se ven más afectadas por la liberación de emisiones en exteriores, ya que el suministro de aire cambia con frecuencia y debe reacondicionarse a la temperatura óptima. Este proceso consume una cantidad considerable de energía y podría evitarse filtrando y reciclando el aire internamente.

Utilización de un variador de frecuencia

Los colectores de polvo utilizan energía eléctrica mientras están en funcionamiento, y la mayor parte de la carga eléctrica procede del motor del ventilador que mueve el aire a través del sistema de filtración.

Es importante ajustar y vigilar los niveles de flujo de aire del ventilador para mantener una recolección de polvo adecuada. Si el flujo de aire es demasiado alto cuando se instalan filtros nuevos, estos pueden romperse o desgastarse de forma prematura. Cuando los filtros son viejos y el flujo de aire es demasiado bajo, puede que no haya suficiente velocidad de aire para capturar el polvo en el punto de recolección, lo que puede conducir a que el polvo se deposite en los conductos o se acumule. Ambas situaciones pueden provocar que se acumule polvo en su fábrica y que aumenten los costos totales de su proceso de producción.

En muchas aplicaciones, el nivel del flujo de aire es fundamental para la calidad del proceso y del producto final. Por ejemplo, demasiado flujo de aire en una soldadura de acero inoxidable puede alejar el gas de protección de la soldadura, lo que da como resultado cordones de baja calidad, mientras que un flujo de aire demasiado bajo puede exponer a los operadores a compuestos peligrosos.

Para controlar el flujo de aire de un colector de polvo de forma mecánica, se debe ajustar manualmente un regulador en la salida del ventilador del colector. Este ajuste debe realizarse correctamente y con frecuencia, ya que las condiciones de funcionamiento pueden cambiar con el tiempo. Este proceso manual por sí solo puede no ser lo suficientemente confiable como para marcar una diferencia mensurable e incluso puede provocar que se desperdicie energía, ya que el regulador crea una presión estática adicional que el ventilador puede tener que superar.

Muchos de estos desafíos pueden mitigarse utilizando un variador de frecuencia (VFD). El VFD monitorea los parámetros del sistema de recolección de polvo, como la presión de velocidad en un ducto o la presión estática en la entrada del colector, los cuales pueden vincularse directamente con un parámetro operacional deseado, como el flujo volumétrico. El VFD controla el parámetro deseado y ajusta automáticamente el flujo de aire según varíen las condiciones. Esto le permite al sistema de recolección de polvo mantener un flujo de aire más deseable, incluso cuando los filtros empiezan a recolectar partículas.

La mayoría de las empresas instalan un VFD con la esperanza de reducir el consumo de energía, pero también es importante mantener los filtros de forma adecuada. Si está utilizando un colector de polvo con filtros muy gastados, es posible que un VFD tenga que aumentar su potencia para mantener un flujo de aire adecuado, lo que, a su vez, consume más energía.

Por ejemplo, aumentos de presión diferencial de solo 10 cm (4 pulgadas) de agua (100 decapascales) en los filtros pueden aumentar el consumo de energía de su ventilador en un 20 % a 55 %, lo que eliminaría potencialmente los ahorros de instalar un VFD y aumentaría el consumo de energía de su colector de polvo.

Control del consumo de energía con un colector de polvo conectado

Cuando se toman medidas para reducir el consumo de energía en un sistema de recolección de polvo, es importante controlar también el impacto de esos cambios. No se puede mejorar lo que no se puede medir. Para que los informes de sostenibilidad sean correctos, es fundamental recopilar datos que demuestren que las inversiones que está realizando tienen resultados positivos.

Con más de un siglo de experiencia en filtración y la última tecnología de IoT, el servicio de filtración conectado iCue™ de Donaldson está diseñado para supervisar de forma remota el sistema de recolección de polvo de una instalación y ofrecer información operativa directamente a los usuarios finales.

El servicio iCue de Donaldson incluye la supervisión del VFD y realiza un seguimiento de la potencia instantánea y la energía diaria que consume el ventilador. Estos datos son fundamentales para comprender los KPI de sostenibilidad y les proporcionan a los usuarios una base de referencia para optimizar el uso de la energía en términos de eficiencia y cuantificar los ahorros.

Los datos recopilados y la información obtenida son importantes, dado que los responsables de mantenimiento a menudo desean utilizar los filtros el mayor tiempo posible para mantener los costos de las piezas y de mano de obra bajos. Sin embargo, saber cuál es el mejor momento para optimizar los intervalos de cambio de filtros puede ayudar a mantener un tiempo de actividad constante en las instalaciones y respaldar iniciativas empresariales de mayor envergadura centradas en prácticas sostenibles y de ahorro energético.

Los equipos de gestión de instalaciones que liberan el aire filtrado dentro de su edificio también deberían considerar utilizar supervisión conectada y alertas automáticas para saber cuándo se detecta un posible problema y poder actuar con rapidez. Además, la liberación en el interior del edificio aumenta la necesidad de contar con alertas en tiempo real, ya que cualquier problema con el colector de polvo puede afectar inmediatamente a las líneas de producción, las máquinas y los trabajadores.

A continuación, se muestran tres indicadores clave que el servicio iCue de Donaldson rastrea para medir el uso de energía en un colector de polvo:

• Una alerta de presión diferencial lo ayuda a saber cuándo se deben cambiar los filtros o si están obstruidos. Por ejemplo, con la supervisión remota, se puede hacer un seguimiento de la presión de un filtro HEPA, lo que puede ayudarlo a gestionar el aire que regresa a su planta.

• Una alerta de tendencia de partículas puede indicar una rotura del filtro, lo que le permite cambiarlo rápidamente y reducir al mínimo la acumulación de polvo en su planta.

• Los datos del flujo de aire lo ayudan a saber cuándo tiene una velocidad de captura y una velocidad de transporte significativas en los conductos de ventilación de su planta.

Apoyo al programa de ahorro de energía de su empresa

Supervisar y medir el uso de energía del colector de polvo puede tener un impacto significativo y positivo en su programa de ahorro de energía. Una vez que haya implementado su estrategia de sostenibilidad y haya evaluado su enfoque con respecto a la liberación de emisiones, considere la posibilidad de recurrir a un servicio de supervisión como el servicio iCue de Donaldson. Puede ayudarlo a prolongar la vida útil del filtro de su colector de polvo, conservar energía en sus instalaciones, mejorar su presupuesto anual y, en última instancia, ayudar a su empresa a cumplir objetivos de sostenibilidad importantes.

**Encuesta sobre informes de sostenibilidad de KPMG de 2020