La eficiencia energética en las fábricas de embalajes se ha convertido en un factor competitivo crucial, ya que los fabricantes se enfrentan al aumento de los costes y a las presiones ambientales. Dado que la energía representa hasta el 20 % de los gastos operativos en las instalaciones de embalaje, la diferencia entre una operación eficiente y una instalación que desperdicia energía puede determinar la rentabilidad. La industria del embalaje es intensiva en energía por naturaleza, consumiendo importantes recursos desde la extracción de materias primas hasta la fabricación, la distribución y la gestión del final de la vida útil.

Cuando sus instalaciones funcionan con tres turnos y el desperdicio de energía puede consumir una quinta parte de su presupuesto operativo, cada kilovatio-hora se convierte en una ventaja competitiva.

Eficiencia energética en fábricas de envases Resumen:

• Las auditorías energéticas y los sistemas de monitoreo identifican oportunidades de reducción de desechos del 20 al 30 % en las instalaciones de envasado.
• Las renovaciones de iluminación LED reducen el consumo de energía en un 66% con una interrupción mínima
• Los variadores de frecuencia en motores pueden lograr un ahorro de energía del 50% al 80% de velocidad del motor

¿Cuales son sus victorias rápidas?

Conversión de iluminación LED

Empiece por la iluminación; es la mejora más fácil de implementar. Los sistemas LED reducen el consumo de energía en más del 66 % en comparación con los sistemas tradicionales de halogenuros metálicos. Instale sensores automáticos para que las luces solo funcionen cuando haya zonas ocupadas. Si hay claraboyas, instale sistemas de regulación automática que se ajusten a la luz natural.

Detección de fugas de aire comprimido

Cada fuga de aire cuesta aproximadamente $1,320 al año. Programe una auditoría con cámara de ultrasonido para identificar fugas en todo su sistema. La tasa promedio de fugas en plantas industriales es del 30%, lo que convierte a las fugas de aire comprimido en una de las mayores fuentes de desperdicio en la industria.

Programación de equipos

Realice operaciones de alto consumo energético durante las horas valle, cuando la electricidad es más económica. La mayoría de las empresas de servicios públicos estadounidenses ofrecen tarifas por tiempo de uso (TOU) para clientes comerciales e industriales, dividiendo el día en diferentes periodos de precios. Las horas punta suelen ser de última hora de la tarde a primera hora de la noche (de 16:00 a 21:00), con los precios más altos, mientras que las horas valle, de última hora de la noche y primera hora de la mañana, ofrecen los precios más bajos. Al trasladar las operaciones de envasado de alto consumo energético, como el termoformado, el sellado y los sistemas de adhesivos termofusibles, a turnos nocturnos o de madrugada, las instalaciones pueden lograr ahorros significativos en costos de electricidad.

¿Cómo encontrar los problemas más grandes?

Realizar una auditoría energética

Contrate a un auditor externo cualificado para que evalúe sus instalaciones. La auditoría debe incluir:

• Análisis histórico de facturación energética de 12 meses
• Inventario de equipos y evaluación de horas de operación
• Evaluación del sistema de aire comprimido
• Revisión del sistema de HVAC e iluminación
• Perfilado energético del proceso de producción
  

Instalar sistemas de monitoreo

Implemente sensores IoT para monitorizar el consumo de energía cada 30 segundos en cada máquina. La monitorización en tiempo real revela equipos que funcionan a capacidad parcial debido a rodamientos desgastados o sensores sucios, problemas que aumentan el consumo y reducen la producción.

Sistemas como Shoplogix pueden integrar múltiples fuentes de datos para proporcionar una visibilidad completa de los patrones de consumo energético en todas las instalaciones. Al conectarse a los datos de producción, estas plataformas identifican correlaciones entre los parámetros de producción y el consumo energético.

¿Qué cambios de equipo ahorran más energía?

Variadores de frecuencia (VFD)

Instale variadores de frecuencia (VFD) en los motores de las máquinas de envasado. Cuando la velocidad del motor se reduce al 80 % del máximo, el consumo de energía suele disminuir hasta en un 50 % debido a la relación cuadrática entre velocidad y potencia. En líneas de envasado con cambios frecuentes de velocidad, esto genera reducciones sustanciales de costos. Los motores de alta eficiencia y las intervenciones relacionadas pueden ahorrar entre un 20 % y un 30 % de la energía utilizada para accionar los sistemas de propulsión.

Sistemas de recuperación de calor

Captura la energía térmica residual de los procesos de calentamiento. Utiliza intercambiadores de calor para precalentar el agua para los procesos de lavado o el aceite para las líneas de producción. Estos sistemas reducen la dependencia de combustibles fósiles y maximizan el valor energético. El exceso de calor es la mayor fuente de energía sin explotar del mundo; capturarlo significa obtener más valor por lo que ya se paga.

Motores de alta eficiencia

Reemplace los motores estándar por motores síncronos con clasificación IE4. Estos ofrecen un 40 % menos de pérdidas de energía en comparación con los motores con clasificación IE3. Para aplicaciones de par constante, se esperan ahorros del 2 % al 5 % con una amortización en menos de un año.

¿Qué procesos desperdician más energía?

Sistemas de adhesivos termofusibles

Los botes de pegamento desperdician mucha energía. Cambie a adhesivos de fusión en frío que funcionan a temperaturas más bajas con el mismo rendimiento. Puede reducir el consumo de energía en un 40 % y el consumo en un 15-30 %.

Operaciones de aire comprimido

Los sistemas de aire comprimido son notoriamente ineficientes: el 90 % de la energía utilizada para producir aire comprimido se pierde como calor residual. Enfoque en:

• Programas de detección y reparación de fugas
• Optimización de la presión y dimensionamiento adecuado de los equipos
• Instalación de motores de alta eficiencia en compresores
• Adición de sistemas de detección de fugas y bombeo automático

Termoformado y Sellado

Estos procesos de alto consumo energético consumen una cantidad considerable de energía eléctrica. Optimícelos mediante:

• Sistemas de control de procesos para minimizar los picos de energía
• Mantenimiento de equipos para mantener un rendimiento óptimo
• Optimización de la temperatura sin afectar la calidad

Implementación de la eficiencia energética en las fábricas de embalajes

Paso 1: Establecer el apoyo del liderazgo

La gestión energética requiere el compromiso de la alta dirección. Sin el apoyo de la alta dirección, las iniciativas no logran beneficios estratégicos. Los programas de eficiencia energética más exitosos en las operaciones de envasado combinan múltiples enfoques: actualizaciones de equipos, mejoras operativas y sistemas de monitorización avanzados.

Paso 2: Crear equipos multifuncionales

Formar equipos para identificar el rol de la energía en la cadena de valor. Los equipos deben incluir personal de planta de producción con autoridad para tomar medidas y compartir los beneficios de los resultados. Implementar las políticas y regulaciones vigentes es tan crucial como adoptar regulaciones más ambiciosas.

Paso 3: Establecer líneas de base y realizar un seguimiento del uso

Establezca líneas base de consumo energético para cada línea de producción. Realice un seguimiento periódico del consumo y vincule los objetivos con las evaluaciones de desempeño del gerente de unidad. Las plataformas de gestión energética de fabricación integran los datos de producción con el consumo energético para optimizar simultáneamente la productividad y la eficiencia.

Paso 4: Implementar el monitoreo en tiempo real

Implemente sistemas que proporcionen visibilidad del consumo energético en la planta de producción. El personal necesita comprender y disponer de datos en tiempo real para mejorar la eficiencia. Los análisis avanzados que ofrecen los sistemas de gestión energética pueden analizar minuciosamente los datos de consumo para identificar tendencias, ineficiencias y oportunidades de ahorro.

¿Qué pasa con los sistemas de construcción?

Optimización de HVAC

Utilice sistemas de mantenimiento predictivo con sensores IoT para supervisar el rendimiento de los sistemas HVAC [Contenido del artículo anterior]. Aborde la degradación del rendimiento que aumenta el consumo de energía antes de que se convierta en un problema grave.

Las mejoras en la envolvente del edificio (mejor aislamiento, ventanas y puertas renovadas y mejor sellado del aire) reducen significativamente la carga de la climatización. Estas mejoras requieren una inversión inicial, pero ofrecen una rentabilidad constante a lo largo de los años.

Sistemas de refrigeración

Para instalaciones que requieren control de temperatura, instale motores de alta eficiencia, entre un 2 % y un 3 % más eficientes que los motores antiguos. Considere reemplazar refrigerantes con alto Potencial de Calentamiento Global (PCG) por alternativas con bajo PCG.

Tus próximos pasos

Esta semana:

• Programar una auditoría de detección de fugas de aire comprimido
• Reemplace la iluminación de áreas de alto uso con LED
• Revisar los cronogramas de producción para oportunidades de energía fuera de horas punta
  

Este mes:

• Realizar una auditoría energética integral de terceros
• Instalar monitorización energética en los equipos de mayor consumo
• Evaluar las oportunidades de VFD en aplicaciones de velocidad variable
  

Este trimestre:

• Implementar un sistema de monitoreo en tiempo real en todas las instalaciones
• Establecer una línea base energética para cada línea de producción
• Crear un equipo de gestión energética multifuncional con objetivos claros
  

Reflexiones finales sobre la eficiencia energética en las fábricas de envases

La eficiencia energética en las fábricas de embalaje representa tanto una oportunidad inmediata de reducción de costes como una ventaja competitiva a largo plazo. Las instalaciones que implementen sistemas integrales de gestión energética superarán a las que no los implementen, especialmente ante el continuo aumento de los costes energéticos y el endurecimiento de las normativas ambientales. Actualmente, existe la tecnología necesaria para lograr mejoras sustanciales en la eficiencia energética, y la rentabilidad financiera justifica la adopción de medidas inmediatas.

Los programas de eficiencia energética más exitosos en operaciones de envasado combinan múltiples enfoques: actualizaciones de equipos, mejoras operativas y sistemas de monitoreo avanzados.

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