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Soluciones digitales para la eficiencia energética en la industria
Resumen
El informe 4E Technology Collaboration Programme on Energy Efficient End-Use Equipment (4E TCP) de la Agencia Internacional de la Energía analiza el papel de las soluciones digitales en la mejora de la eficiencia energética de los sistemas de motor en diversas industrias. La implementación de herramientas basadas en la simulación para la planificación de la producción ha permitido a Smurfit Kappa en Suecia reducir la intensidad energética para la producción de papel en un 9% entre 2017 y 2023. En Suiza, la integración por parte de Hamilton Bonaduz AG de un sistema adaptativo de gestión de la presión del aire en sus sistemas de aire comprimido se tradujo en una reducción del 16 % del consumo de energía eléctrica. La utilización de tecnologías digitales fuera de las horas de funcionamiento permitió a INNIO Jenbacher, en Austria, reducir el consumo de energía y aire comprimido en torno a un 30% los fines de semana. Coca-Cola HBC Austria logró una reducción del 15% de la demanda de energía durante el funcionamiento normal con controles de ventilación basados en la demanda. La planta de BMW en Steyr (Austria) utilizó la adquisición y supervisión de datos para reducir las cargas base de electricidad y aire comprimido en un 52% y un 14%, respectivamente. Yorkshire Water, en el Reino Unido, aplicó el análisis de firmas eléctricas para gestionar con éxito el funcionamiento de las bombas y espera ahorrar hasta un 15 % de energía y CO2. Además, soluciones IoT como la tecnología de sensores de PRiOT permitieron reducir el consumo de energía en un 20% al optimizar el mantenimiento de los filtros de aire en las instalaciones de servidores. Aunque las soluciones digitales ofrecen ventajas sustanciales, las empresas deben afrontar retos como los costes de inversión, la formación del personal y las alteraciones de los procesos. Las estrategias a medida, los análisis exhaustivos y la supervisión continua son esenciales para maximizar la eficiencia energética. Las mejoras tecnológicas, como la inteligencia artificial y el aprendizaje automático, prometen futuros avances en la optimización de la energía industrial, que podrían integrarse con fuentes de energía renovables.
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Soluciones digitales para la eficiencia energética en la industria
En una época de aumento de los costes energéticos y creciente preocupación por el medio ambiente, las industrias de todo el mundo buscan formas innovadoras de optimizar su consumo de energía. Un reciente informe del Programa de Colaboración Tecnológica sobre Equipos de Uso Final Eficientes Energéticamente (4E TCP) de la Agencia Internacional de la Energía destaca varios estudios de casos en los que las soluciones digitales han permitido importantes ahorros de energía en sistemas de motores de diversas industrias. Estos ejemplos demuestran cómo la integración de tecnologías inteligentes puede conducir a mejoras sustanciales en la eficiencia energética, la flexibilidad operativa y el ahorro de costes.
El poder de la toma de decisiones basada en datos
Un caso destacado es el de Smurfit Kappa, uno de los principales productores de papel kraft de Suecia. La empresa implantó una herramienta de simulación para la planificación de la producción que utiliza datos en tiempo real en lugar de basarse únicamente en información histórica y decisiones basadas en la experiencia. Este cambio a una planificación basada en datos ha dado como resultado una mayor flexibilidad operativa, un menor consumo de electricidad, un funcionamiento más fluido de la planta y una reducción de los costes de mantenimiento. Notablemente, la intensidad energética para la producción de papel disminuyó en un 9% entre 2017 y 2023, lo que demuestra los beneficios tangibles de adoptar soluciones digitales en los procesos industriales.
Sistemas de control inteligentes: Un cambio de juego para el aire comprimido
Los sistemas de aire comprimido, a menudo denominados la "cuarta utilidad" en entornos industriales, presentan importantes oportunidades de ahorro energético. El caso de Hamilton Bonaduz AG, en Suiza, ilustra cómo las tecnologías digitales pueden revolucionar estos sistemas. Mediante la implantación de un sistema adaptativo de gestión de la presión del aire combinado con una combinación de compresores con y sin variadores de velocidad, la empresa consiguió reducir en un 16% el consumo de energía eléctrica para la producción de aire comprimido.
De forma similar, INNIO Jenbacher, en Austria, aprovechó las soluciones digitales para optimizar el uso del aire comprimido durante las horas no operativas. Mediante el establecimiento de nuevos umbrales para la demanda de energía y aire comprimido durante los fines de semana y la implantación de un sistema de supervisión exhaustivo, la empresa redujo su consumo de energía y aire comprimido durante los fines de semana en aproximadamente un 30%. Este logro se traduce en un ahorro anual equivalente al consumo energético de unos 200 hogares.
Sistemas de ventilación: Un nuevo aliento a la eficiencia energética
Los sistemas de ventilación, cruciales para mantener la calidad del aire en entornos industriales, suelen consumir cantidades sustanciales de energía. Coca-Cola HBC Austria demuestra cómo la integración de los sistemas de ventilación en un sistema de gestión de edificios puede suponer un importante ahorro de energía. Al equipar los sistemas de ventilación con variadores de velocidad y aplicar estrategias de control basadas en la demanda, la empresa redujo la demanda de energía durante el funcionamiento normal en un 15% aproximadamente. Este proyecto, con un periodo de amortización inferior a tres años, subraya la viabilidad económica de estas mejoras digitales.
Supervisión y control: La clave para ahorrar
El poder de los sistemas de supervisión y control queda patente en el caso de la planta de BMW en Steyr (Austria). La empresa estableció un completo sistema de adquisición y control de datos sobre el consumo de electricidad y aire comprimido. Mediante la visualización del consumo de energía en la línea de producción y el establecimiento de objetivos de carga base para los periodos de no producción, BMW logró resultados notables. La carga eléctrica se redujo en un 52% y la de aire comprimido, en un 14%.
Yorkshire Water, en el Reino Unido, ofrece otro ejemplo convincente de cómo la supervisión avanzada puede impulsar la eficiencia energética. La empresa implantó el análisis de firmas eléctricas (ESA) para supervisar el estado de sus bombas. Esta tecnología permite obtener información en tiempo real sobre la energía y el rendimiento, lo que permite eliminar las paradas imprevistas y el derroche de energía. Se espera que el proyecto, que abarca 4.000 activos monitorizados las 24 horas del día, los 7 días de la semana, permita ahorrar hasta un 15% de energía y emisiones de CO2.
Soluciones IoT para una optimización específica
El Internet de las Cosas (IoT ) está abriendo nuevas vías para la optimización energética en aplicaciones específicas. PRiOT, una empresa suiza, desplegó sensores IoT para detectar filtros de aire obstruidos en los sistemas de ventilación de los centros de servidores. Esta solución permite programar con mayor precisión la sustitución de los filtros, lo que se traduce en un ahorro de energía, una reducción de las necesidades de mantenimiento y una mayor vida útil de los filtros. En un caso, este enfoque supuso una reducción del 20% en el consumo de energía eléctrica.
Retos y consideraciones
Aunque las ventajas de las soluciones digitales para la eficiencia energética son evidentes, la implantación de estas tecnologías no está exenta de dificultades. Las empresas deben tener en cuenta factores como los costes de inversión iniciales, la necesidad de formación del personal y las posibles alteraciones de los procesos existentes. Sin embargo, los estudios de casos demuestran que, con una planificación y ejecución adecuadas, estos obstáculos pueden superarse y los beneficios pueden ser sustanciales.
Además, es importante tener en cuenta que las soluciones digitales no son universales. Cada industria e instalación tiene características únicas que requieren soluciones a medida. Las historias de éxito destacadas en el informe subrayan la importancia de un análisis exhaustivo, una implantación estratégica y un seguimiento continuo para lograr resultados óptimos.
El futuro de la eficiencia energética industrial
A medida que las tecnologías digitales siguen evolucionando, el potencial de mejora de la eficiencia energética en entornos industriales es inmenso. La inteligencia artificial y el aprendizaje automático están llamados a desempeñar un papel cada vez más importante en la optimización del consumo de energía mediante la predicción de las necesidades de mantenimiento, la automatización de procesos complejos y la identificación de nuevas oportunidades de mejora de la eficiencia.
Además, la integración de fuentes de energía renovables y sistemas de almacenamiento de energía con estas soluciones digitales podría allanar el camino hacia operaciones industriales aún más sostenibles. A medida que las empresas se esfuerzan por alcanzar ambiciosos objetivos de reducción de las emisiones de carbono, la sinergia entre las tecnologías digitales y las energías limpias se convertirá probablemente en un punto focal para futuras innovaciones.
En conclusión, los estudios de casos presentados por la Plataforma de Sistemas de Motores Eléctricos 4E TCP demuestran que las soluciones digitales no son meros conceptos teóricos, sino estrategias prácticas y aplicables que pueden aportar ahorros energéticos y mejoras operativas sustanciales. A medida que las industrias de todo el mundo se enfrentan al doble reto de reducir los costes energéticos y minimizar el impacto medioambiental, la adopción de estas tecnologías digitales será crucial para seguir siendo competitivas en un mercado global cada vez más consciente de la energía. Las historias de éxito de empresas como Smurfit Kappa, Hamilton Bonaduz AG y BMW sirven como poderosos ejemplos de lo que puede lograrse cuando los procesos industriales tradicionales se mejoran con soluciones digitales de vanguardia.
