AHORRO ENERGÉTICO EN LOS SISTEMAS DE FILTRACIÓN

En este mundo en crecimiento y con un serio problema de contaminación tiene un papel relevante la eficiencia energética eléctrica, frente al continuo aumento de demanda de energía.

TIPO DE FILTROS DE AIRE

PREFILTROS

FILTROS DE MEDIA EFICIENCIA

FILTROS DE ALTA EFICIENCIA

ANTECEDENTES ENERGÉTICOS

Se estima que la demanda a corto plazo de energía existente nos muestra una serie de problemas a escala mundial:

  • Repercusiones sobre las economías
  • Falta de modelo energético
  • Afectación grave al medio ambiente
  • Encarecimiento progresivo de las energías fósiles

Los mayores consumidores de energía en el mundo son el transporte y el sector industrial. Solo en México, en la actualidad, la industria es responsable del 38% del consumo energético. Por este motivo, y con el objetivo de ser lo más eficiente y sostenible posible, es esencial hablar sobre el ahorro de energía y la contribución de los sistemas de filtración para un ahorro sostenible y continuo de consumo energético.

Las razones que llevan a este análisis son básicamente dos:

  1. La gran dependencia de los combustibles fósiles
  2. El 15% de la población mundial consume el 53% de la energía generada y con economías emergentes en proceso de desarrollo, se prevé un incremento de sus consumos de energía. Actualemente esta es la distribución de la generación de la energía en el mundo.

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combustibles fósiles

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biomasa tradicional

%

energía nuclear

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hidráulica

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energia renovable

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NORMATIVIDAD

La crisis climática a la que se enfrenta nuestro planeta ha generado, al mismo tiempo, que se establezcan regulaciones internacionales orientadas a reducir los consumos energéticos de la industria y a minimizar su huella de carbono.

Entre ellas cabe destacar:

  • Norma EN ISO 50001 Sistemas de Gestión de la Energía: Establece uno de los principales estándares para medir y calcular la eficiencia energética, aunque, también, es muy utilizado el International Performance Measurement and Verification Protocol (IPMVP). Aunque estos y otros sistemas estiman, principalmente, la eficiencia en el uso de la energía de acuerdo a la productividad (es decir, que están pensadas, sobre todo, para las empresas), en el caso de los hogares se calcula en base al óptimo funcionamiento de equipos y de instalaciones comparados con un consumo bajo, lo que se traduce, finalmente, en un ahorro en el pago de las facturas de los proveedores de energía.
  • NOM-009-ENER-2014 (PDF) Eficiencia energética en sistemas de aislamientos térmicos industriales.
  • NOM-011-ENER-2006 (PDF) Eficiencia energética en acondicionadores de aire tipo central, paquete o dividido. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
  • NOM-012-ENER-2019 (PDF) Eficiencia energética de unidades condensadoras y evaporadoras para refrigeración. Límites, métodos de prueba y etiquetado.
  • Para mas información sobre la norma NOM en México https://www.gob.mx/conuee/acciones-y-programas/normas-oficiales-mexicanas-en-eficiencia-energetica-vigentes 

Un sistema de filtración y una instalación eléctricamente eficiente permite su optimización técnica y económica, consiguiendo de esta manera, la reducción de sus costos técnicos y económicos de explotación. Para poder unir las necesidades de energías actuales y futuras, con el medio ambiente y las economías, nos permite

  • Disminuir el costo actual de energía
  • Reducir el costo por recambio de filtros
  • Eliminar sobre esfuerzos de los equipos de ventilación y por lo tanto de inversión en mantenimientos preventivos y correctivos
  • Asegurar la calidad de aire interior
  • Contribuir a la disminución de contaminantes por la generación de energía.

Un uso racional y consciente de la energía, o lo que es lo mismo, la necesidad de fuertes políticas de Eficiencia Energética nos asegura un futuro más sano y reducción de costos innecesarios

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¿Qué es la eficiencia energética eléctrica?

La eficiencia energética puede definirse como la optimización del consumo energético para alcanzar unos niveles determinados de confort y de servicio, por ejemplo, ajustando el consumo de electricidad a las necesidades reales de los usuarios o implementando mecanismos para ahorrar energía evitando pérdidas durante el proceso.

eficiencia energética y ahorro de luz por los filtros

Un estudio de ahorro y eficiencia energética plantean puntos básicos importantes:

  1. Ayudar a la sostenibilidad del sistema y medio ambiente mediante la reducción de emisiones de CO2 al reducir la demanda de energía.
  2. Gestión de la demanda
  3. Reducción del costo económico de la energía.
  4. Control interno de la energía mediante sistemas de medida y supervisión
  5. Mejorar la gestión técnica de las instalaciones aumentando su rendimiento y evitando paradas de procesos y averías
  6. Mejoras de la productividad mediante el control y eliminación de perturbaciones
  7. Incrementa las condiciones para la competitividad
  8. Imagen de responsabilidad ambiental y social
  9. Cumplimiento de las leyes y normatividades vigentes.

De ahí la gran importancia que tienen los filtros y los sistemas de filtración, así como los sistemas de aire comprimido ya que un manejo adecuado de los mismos, una gestión técnica adecuada, equipos y mantenimiento oportuno aumenta el rendimiento de los procesos, elimina perturbaciones y reduce el costo económico de la energía.

¿Qué es lo que más energía consume?

 

La mayor parte del consumo energético en la industria se atribuye a las necesidades de climatización, maquinaria e iluminación.

Las ramas industriales con mayor consumo energético son el transporte, la industria química, la industria del automóvil, la industria de la alimentación y la metalurgia (fabricación y transformación de productos de hierro, acero y ferroaleaciones).

Por otro lado, los procesos energéticos más costosos suelen ser aquellos relacionados con la generación de calor. Si se quiere realizar una clasificación en orden de consumos energéticos, se obtiene aproximadamente:

  1. Aspirador centrífugo
  2. Soplante para transportes neumáticos
  3. Sistemas de limpieza de los filtros de mangas
  4. Sistemas de extracción de silos
  5. Válvulas rotativas/válvulas de subdivisión
  6. Cócleas de transporte

Recomendaciones para lograr un ahorro energético

Planeación y diseño del sistema de HVAC

Muchos de los problemas en las instalaciones HVAC se deben a una mala ejecución al instalar el sistema. Para prevenir problemas futuros y asegurarse del adecuado funcionamiento del sistema.

Desde un principio los criterios importantes que impactan en el consumo energético se desarrollan desde la ubicación del inmueble, ubicación geográfica, la temperatura y desde luego los procesos determinan a futuro un mejor aprovechamiento de la energía.

Un diseño integrado y multidisciplinario del inmueble (espacios, la orientación, la relación de vidrio-muro del inmueble; los materiales de piso, techo, muros, etc.) ayuda a crear sinergias en beneficio del proyecto. Es importante escuchar y poner en práctica las opiniones e ideas de los arquitectos, diseñadores, contratistas e, incluso, si es posible, del staff de operación y mantenimiento.

Es importante contar con todos los datos para no sobredimensionar o subdimensionar los equipos. Si esto sucede, el consumo energético puede ser mucho mayor, dado que hace que los componentes trabajen alejados de su punto de máxima eficiencia, disminuyendo la eficiencia global del sistema.

Aislamiento Técnico

Este determina la capacidad de los materiales para oponerse al paso del calor por conducción y se evalúa por la resistencia térmica que tienen los materiales. Todos los materiales oponen resistencia, en mayor o menor medida, al paso del calor a través de ellos.

Un buen aislamiento en muros y techos ayuda a disminuir la carga térmica dentro del inmueble, lo que se traduce en equipos más pequeños y, por tanto, más baratos.

Considerar el uso de materiales metálicos con una escasa resistencia térmica, o métodos alternativos y biodiversos como el aislamiento por paisajismo que desvían las corrientes de aire frio y proporcionan sombra.

Eficiencia Energética

Para el registro y control de la eficiencia energética que engloba todas las acciones de mejoramiento que buscan minimizar el consumo de energía requerida utiliza indicadores de consumo de energía que mide qué tan bien se está aprovechando la energía disponible en la realización de un resultado.

Clases de eficiencia energética

Según el Consejo de las Comunidades Europeas, en su directiva 92/75/CE, se definen siete clases de eficiencia energética, identificadas por un código de colores y letras, que van desde el color verde y la letra A, para los equipos más eficientes, hasta el color rojo y la letra G, para los equipos menos eficientes. Un indicador de eficiencia energética se define como la razón entre un servicio, función, o valor entregado, y la energía convertida para proveerlo.

Colocar los equipos con mejor eficiencia técnica posible es lo más deseable ya que su retorno de inversión (ROI) es menor pero una inversión inicial mayor. Los equipos usados normalmente tienen una eficiencia mucho menor que los nuevos. Además, muchos de los equipos de aire acondicionado viejos utilizan refrigerantes que destruyen la capa de ozono. Puede resultar mucho más costoso a largo plazo utilizar un equipo de segunda mano que adquirir uno nuevo.

Las personas suelen aumentar la presión del sistema cuando su equipo no está obteniendo la cantidad o presión correcta de aire. Además, es fácil hacerlo. Un método mejor es observar el sistema entre el compresor y el punto de uso y minimizar las pérdidas de presión en esa área.

Los filtros contribuyen a la caída de presión del sistema y se deben de observar y medir cumpliendo con las recomendaciones del fabricante y validando los plazos de remplazo.

Una reducción de la caída de presión de 2 psi (un ahorro de $1.920 en este ejemplo) se puede lograr de inmediato al cambiar filtros de aire comprimido a filtros con mayor eficiencia o mayor área filtrante, y a filtros de mayor calidad de materiales.

Integración de Monitoreo y control para el sistema de HVAC

La temperatura óptima para evitar exceso de consumo energético es de 72° a 78°F (éstos pueden variar según la humedad del lugar). Cada ajuste por debajo de 78°F aumenta el consumo de energía en aproximadamente un 8%.

Colocar equipos o dispositivos que generen calor cerca del termostato de sus equipos de medición no es recomendable. El termostato detecta el calor de éstos, lo que puede hacer que el aire acondicionado funcione más tiempo del necesario.

En el caso de la movilización del aire y fluidos se requieren ventiladores y bombas, pero no siempre se necesita la máxima capacidad de los mismos. Por esta razón, generalmente los sistemas operan encendiendo y apagando para mantener las condiciones deseadas. El monitoreo y control puede ser sencillo o complicado, según las necesidades del edificio y del cliente, desde un termostato hasta un BMS.

Variando la velocidad de giro de un ventilador o una bomba se puede tener el flujo justo requerido, minimizando el consumo de energía.

En el caso de la ventilación es de particular utilidad la regulación de caudal para:

  • Regular las condiciones de confort mediante el control del caudal de aire
  • Flujo de aire acondicionado de precisión (data centers u hospitales)
  • Mantención del caudal de aire a pesar de filtros sucios (hospitales, clínicas, laboratorios)

Aislamiento Térmico

Para los vidrios se recomienda el uso de toldos, persianas, cortinas o cualquier medio que evite el paso de la radiación solar hacia los espacios interiores del inmueble. Se tienen varios factores que impactan directamente en el cálculo térmico (el SHGC, Solar Heat Gain Coefficient, y el valor U, el cual se define como el inverso de la resistividad térmica del vidrio).

Pruebas de Desempeño

Las pruebas se realizan regularmente en dos etapas:

  • PREOPERATIVO se verifica que todo esté instalado de manera adecuada (soportería, ductos, tuberías, difusores, etc.), y contar con la documentación necesaria para poder comparar los resultados (reportes de pruebas de fábrica, de arranque, balanceo de aire y agua, garantías etc.) Para esto es recomendable que los instaladores sean técnicos especializados de aire acondicionado y en sistemas eléctricos, para las conexiones y cableados de los equipos.
  • OPERATIVO siguen un protocolo donde se pone a prueba el desempeño por equipo y del sistema de acuerdo con proceso de commissioning del ASHRAE Guideline 0-2005 y el ASHRAE Guideline 1-2007, simulando diferentes escenarios.

Operación y mantenimiento periódico

Programar un servicio de mantenimiento habitual para el sistema de HVAC es muy recomendable, el mantenimiento habitual permitirá que su sistema funcione de manera más eficiente y que el consumo original no se incremente.

El recambio oportuno de sus unidades o repuestos de filtración asegurará que el flujo de aire es el correcto de acuerdo a su diseño de sistema de filtración, que las caídas de presión no se elevan generando mayor resistencia al aire y por lo tanto comprometiendo la eficiencia normal de los equipos generadores de aire, comprometiendo la calidad del aire interior y la eficacia del proceso productivo. La relación es directa, a mayor resistencia al aire mayor el consumo de energía

Es fundamental, para asegurar la comodidad de los empleados, la productividad del negocio y la calidad del producto que la operación y el mantenimiento constante de los equipos de filtración ya que representan uno de los costos energéticos más altos para las empresas, en cualquier tipo de inmueble.

La periodicidad sugerida es de acuerdo con las recomendaciones del fabricante o por lo menos una vez al año

Ahorro y eficiencia, objetivos de una industria cada vez más sostenible

 

No se trata de una moda o de un fenómeno puntual. Las instituciones ya han tomado posición y exigen a la industria que trabaje para minimizar su impacto medioambiental y para garantizar la sostenibilidad de los recursos.

En este marco, los grandes consumidores deben ser consecuentes. Elegir un buen suministro energético, eficiente y sostenible, se convierte en un factor fundamental para poder desarrollar con éxito cualquier proceso de fabricación o de transformación industrial. Los costos de remplazo de los filtros se compensan fácilmente con el ahorro de energía, y además obtiene con ellos la máxima protección para el equipo de la planta, regularmente lo más barato no siempre es lo más eficiente.

En Macrofilter® contamos con expertos comerciales y técnicos que ayudarán a que tu sistema de filtración sea más efectivo, CONTÁCTANOS y te daremos una asesoría totalmente gratuita.

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