En el sector industrial, el consumo de electricidad destinado al aire comprimido oscila entre el 5 y el 10 %. Se utiliza en casi todos los sectores industriales: producción de acero, vidrio o cemento, procesamiento de alimentos, etc. Por lo tanto, es importante monitorear y optimizar su uso in situ. ¿Cuáles son los beneficios de la digitalización para optimizar una instalación?
Los temas que cubriremos
Aire comprimido: producciones y aplicaciones
Producción de aire comprimido
¿Sabía que el 90 % del consumo energético de una red de aire comprimido proviene de sus compresores? Por ello debe prestarse atención a estos equipos de gran consumo energético. Sin embargo, no se deben descuidar otros equipos que también suelen ser necesarios (secadores, filtros, tanques, etc.).
Estos diferentes componentes generan un importante volumen de datos para recopilar. Nos permiten conocer mejor la planta y las áreas a optimizar. Gracias a la digitalización, combinada a la pericia de los ingenieros energéticos, el monitoreo y la posterior optimización de los equipos industriales de aire comprimido pueden impulsar mejoras en el rendimiento energético.
¿Cuál es el consumo generado?
El aire producido es destinado a diversos usos:
- Aire de proceso, que generalmente se mezcla con un producto para la limpieza, el pulimentado, el chorreado de vidrio, la criogenia (a base de CO2), la pintura y la humidificación por pulverización:
- Cabinas de pintura,
- Transformación de plásticos (máquinas de moldeo por soplado),
- Embotellado.
- control neumático y control de robots automatizados, especialmente en la industria textil, de impresión o de embalaje.
- funcionamiento de ventosas con efecto venturi instaladas en líneas de montaje para la fabricación de metales y aluminio, pero también en la industria de la madera y el plástico, o incluso en el ámbito médico.
- transporte de productos en polvo y granulados, especialmente en el sector del cemento o la industria cerealera.
- fabricación de vidrio hueco que requiere importantes flujos de aire para formar el producto.
La solución METRON permite digitalizar sistemas de producción de aire comprimido, pero también sus usos, aportando en consecuencia una mayor transparencia en este vector. Esto mejora la eficacia de la producción, la distribución y los usos finales. La producción y el consumo se toman en cuenta para una optimización completa del sistema de aire comprimido.
Macrodatos e inteligencia artificial
¿cómo monitorear y optimizar los procesos a base de aire comprimido gracias a la digitalización?
Uno de los desafíos del aire comprimido es poder optimizar el consumo energético sin afectar los procesos y garantizando el caudal adecuado, las presiones adecuadas y la calidad del aire en todo momento.
¿Qué datos deben recopilarse para el aire comprimido?
- El consumo eléctrico de la planta y de los compresores,
- El caudal de aire producido,
- Los caudales de los diferentes consumidores (si están disponibles),
- La calidad del aire (presión, humedad, etc.) en la salida de la planta y en la red,
- Condiciones del aire exterior (humedad, temperatura, presión).
La recopilación de datos implica en primer lugar poder acceder al historial de consumo. En efecto, la importación de datos históricos permite tener una imagen más representativa del funcionamiento previo de la central de aire y de los consumidores. Sin embargo, dado que estos sistemas son estables, es posible obtener KPI representativos después de unos meses de observación, incluso sin contar con un historial.
Este proceso de digitalización del aire comprimido generalmente se lleva a cabo en tres etapas, en función de la madurez de la planta y de los datos disponibles.
1. Monitoreo básico
El primer paso, es decir la implementación de un sistema de reporting y la selección de los KPI adecuados, permite mejorar la granularidad del monitoreo, ahorrar tiempo, y tener una mayor visibilidad de los usos, en particular su desglose por área. A pesar de su simplicidad, esta fase aporta datos clave. Facilita el control del consumo y aporta más transparencia dentro de la planta.
2. Monitoreo avanzado
Determinadas soluciones, como la solución METRON, permiten estandarizar los consumos gracias a la potencia de cálculo de algoritmos de aprendizaje automático y la pericia de los ingenieros energéticos. Por este medio, los industriales que deseen avanzar en el monitoreo de su planta reciben consumos de referencia.
El cruce de datos de la planta y de datos externos a la central de aire (producción de talleres, clima, etc.) permite construir modelos de referencia precisos con una buena granularidad. ¿El valor agregado? Recibir alertas rápidas en caso de desviación, lo cual permite consolidar los beneficios en proyectos de eficacia energética.
3. Optimizaciones
El último punto clave de este proceso es la optimización. El cruce de todos los datos monitoreados con bases de datos sectoriales permite la identificación y evaluación de proyectos de eficacia energética. Además, existen métodos de modelización, la integración de la experiencia sectorial y el poder de los algoritmos de optimización para realizar simulaciones, que permiten cuantificar los beneficios potenciales.
Algunos ejemplos concretos de optimización:
- Optimización de las reglas de activación de los compresores para adecuarse al perfil de flujo (secuenciación óptima),
- Detectar y evaluar las oportunidades clásicas (instalación de compresor de velocidad variable, modificación del punto de ajuste de presión, desobstrucción del filtro, etc.),
- Detectar fugas y usos anormales,
- Simular configuraciones alternativas de la central (por ejemplo, renovación de compresor, adición de amortiguadores, etc.).
Caso de cliente METRON
Contexto:
Una cervecería en Asia. Producción de cerveza de aproximadamente 4000 k hl al año.
Consumo anual de la planta:
- Electricidad: 42 GWh / año (incluyendo el 10 % para el sistema de aire comprimido),
- Gas natural líquido: 10 000 k NM3 / año,
- Factura de energía: 12 millones de dólares al año.
Alcance:
Sistema de aire comprimido.
Objetivos:
El primer desafío del cliente consistía en digitalizar y mejorar la gestión energética de la planta. Otro desafío era proponer una nueva secuenciación de compresores que permitiera satisfacer la demanda de aire comprimido minimizando el consumo y optimizando los costes.
Acciones:
Gracias a la solución METRON, los equipos adaptaron en tiempo real la secuenciación para reducir costos, manteniendo el mismo volumen de producción.
Alcance del servicio:
- Gestión del rendimiento de consumo y de fugas,
- Alertas de obstrucción de filtros,
- Secuenciación y optimización del sistema de aire comprimido,
- Adaptación de la secuenciación para satisfacer la demanda al menor costo,
- Modelado y pronóstico del punto de rocío,
- Definición de un KPI para cada central y producción total de aire,
- Evaluación de la rentabilidad de un nuevo secador que minimice el desperdicio de aire comprimido.
Resultados:
Monitoreo de última generación, alertas en tiempo real, secuenciación y optimizaciones que permitieron.
Ahorros realizados: 2 % al año; Potencial: 4,1 % al año, es decir 256 MWh en total; 2 días-hombre de tiempo ahorrado y un potencial de -256 MWh de electricidad consumida, lo que corresponde a una reducción de las emisiones de GEI - 136 toneladas de CO2 / año.
Ahora los industriales pueden contar con la digitalización para desarrollar una inteligencia energética en sus plantas de producción, tanto en el área del aire comprimido como en otros vectores energéticos. ¿El objetivo? Poder visualizar y controlar su consumo eléctrico a lo largo del tiempo, gracias a una herramienta de seguimiento evolutivo y adaptada a su nivel de madurez. El sistema, que alcanza y mantiene su rendimiento óptimo, también es capaz de evaluar cambios de perímetro y buscar sistemáticamente optimizaciones en el consumo y producción de aire, con el fin de ahorrar energía y ganar en competitividad. ¿Está listo para la digitalización de su planta?
Vea el SGE en acción
Vea la demostración interactiva para comprobar cómo METRON SGE puede transformar su negocio:
