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Junio de 2018

5 claves para optimizar el consumo energético de su planta de inyección

Por: José Pulido, redactor técnico

Conozca un listado de estrategias y posibles modificaciones que pueden implementarse en planta para monitorear y mejorar el consumo energético. Primera de dos entregas.

La energía es el segundo o tercer mayor costo variable en plantas de inyección y, con el creciente precio de la energía disponible, la búsqueda del ahorro en este sentido no es trivial. La guía de buenas prácticas hacia el objetivo común de ahorrar energía se escribe a diario en función de los avances tecnológicos, de los cambios en las dinámicas de mercado y del compromiso de las organizaciones con el tema.
Teniendo en cuenta lo anterior, a continuación veremos cinco medidas que se pueden implementar para promover un ahorro energético efectivo en plantas de producción de plásticos inyectados.

1
Desarrollar políticas organizacionales para el manejo energético: La planeación de estrategias a nivel organizacional requiere contar con personal responsable de la gestión del manejo eficiente de la energía en la planta, además de desarrollar e implementar metodologías claras para medir y trazar el desempeño y los objetivos de ahorro en el corto y largo plazo. Teniendo en cuenta el compromiso que la organización ha de tener para este fin, los proyectos en pro del ahorro energético deben contar con estructuras de costos claramente definidas y sistemas de auditoría que permitan evaluar el impacto de los cambios implementados.

2
Trabajar y renovar la línea base de consumo: Un método clave para entender el consumo energético de la planta es la línea característica de desempeño (PCL, sigla del inglés Performance Consumption Limit). Con la información de consumo energético y volumen producido por año, es posible obtener una relación lineal que permite conocer cuál es la carga base o fija de la planta, cuál es su carga variable o de proceso y cuál es su coeficiente de correlación R2. En concreto, la carga fija puede llegar a comprender del 20 al 40% del total del consumo energético y en ella se representan todos aquellos consumos independientes del volumen producido. Por su parte, la carga variable, la cual suele oscilar entre 0.9 a 1.6 kWh/kg, es una medida de cómo el volumen de producción afecta el consumo energético. Tener un impacto sobre esta carga variable requiere mejoras más complejas en la inyección (optimización de proceso o inversión en maquinaria, por ejemplo) que en el caso de las cargas fijas. Finalmente, cuando el R2 de la planta es mayor a 0.7, se indica que hay una buena consistencia operacional, lo cual sugiere que las medidas de ahorro energético pueden tener un impacto medible y efectivo. La gráfica PCL es una huella digital energética de la planta que permite dimensionar el uso energético y marcar una línea base a partir de la cual se marcan objetivos de optimización del uso de la energía.

3
Mapear la instalación: El procesamiento de polímeros puede llegar a significar dos terceras partes del consumo total de una planta productiva. Por esta razón, mapear el consumo energético es primordial para poder llevar a cabo una estimación de la proporción de gasto en el que se incurre para cada elemento conectado, medido en cada momento del funcionamiento de la planta. En concreto, hay algunas mediciones que pueden dar una mayor información para este fin. En primer lugar, comparar la capacidad instalada con la demanda máxima permite conocer si el dimensionamiento de la planta es adecuado, de tal manera que la demanda no supere la capacidad y que, a la vez, la demanda no sea demasiado baja respecto a lo que hay disponible. En segundo lugar, conocer el factor de potencia permite evaluar qué porción de energía se puede estar desaprovechando y podría ser utilizada de mejor manera con equipos de corrección de factor de potencia. En tercer y último lugar, conocer el uso de energía por minuto y por franjas horarias permite analizar posibles patrones de uso costosos para la planta.

4
“Gastar para ahorrar” con maquinaria eficiente: Dando una cifra conservativa, se podría afirmar que las máquinas modernas de moldeo por inyección de hoy en día son 25% más eficientes que las fabricadas hace 20 años. La diferencia en los tipos de motores, tanto para la unidad de plastificación como para la aplicación de carga de cierre, es clave para entender el posible ahorro por el aumento en eficiencia de los procesos. Un motor hidráulico antiguo, por ejemplo, gasta más del 70% del total de la energía consumida por la inyectora, mientras que en maquinaria híbrida o totalmente eléctrica este consumo es de apenas 10 a 20%. En casi todos los casos, el costo de la energía requerida para operar una máquina en un periodo de 10 años es mayor a su costo de adquisición, con lo cual el uso óptimo de la energía ha de ser el factor más relevante en la decisión de cambiar o no una máquina que opera con tecnología antigua.

5
Realizar un atemperamiento efectivo en el molde: La reducción en los tiempos de ciclo es una medida que puede significar ahorros importantes en energía, ya que implica mejorar la productividad y la eficiencia de fabricación, disminuyendo así los costos variables en kWh por kg de pieza inyectada. Para realizar esto, uno de los puntos clave del ciclo de inyección es la capacidad efectiva de extracción de calor de la pieza plástica antes de su expulsión. Una remoción de calor efectiva puede significar una disminución en los tiempos de ciclo del 20 al 40%, permitiendo así un ahorro proporcionalmente comparable en energía. Además de los métodos convencionales de fabricación de canales de refrigeración, existen diversas alternativas adicionales para optimizar el atemperamiento de moldes que vale la pena revisar, tales como la refrigeración de contorno o la utilización de materiales altamente conductivos en piezas donde la extracción de calor es crítica.

El costo de la energía requerida para operar una máquina en un periodo de 10 años es mayor a su costo de adquisición.

Espere en nuestra próxima edición: (Otras) Cinco claves para optimizar el consumo energético de su planta de moldeo por inyección
Referencias
Kent, R. et al (2018) Saving energy in plastics processing [Webinar]. En ExxonMobil.
Godec, D., Rujnić-Sokele, M., & Šercer, M. (2013). Processing parameters influencing energy efficient injection moulding of plastics and rubbers. Polimeri: časopis za plastiku i gumu, 33(3-4), 112-117.

BUSQUEDA GLOBAL: TP3303 Eficiencia

Fin.

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HECTOR
11 de julio de 2018 a las 15:42

Un articulo muy bueno y excelentes comentario con respecto al con sumo energético


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