Guia de Eficiencia Energética en el sector del metal

8/3/2019 Guia de Eficiencia Energética en el sector del metal

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La eficiencia

energéticaen el sectormetalmecánico

Guía debuenas prácticas



FEMEVAL

GUÍA EFICIENCIA ENERGÉTICA



Editado por: FEMEVAL

Con la colaboración de: SGSFinanciado por: IMPIVA y Fondo Europeo de desarrollo Regional

Imrime: Grácas Nasve.



INDICE

1.- INTRODUCCIÓN

2.- EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR METALMECÁNICO2.1.- FEMEVAL Y LA EFICIENCIA ENERGÉTICA

2.2.- ESTUDIO DE LA EFICIENCIA ENERGÉTICA.

2.2.1.- ÍNDICE DE EFICIENCIA ENERGÉTICA

2.2.2.- AUDITORÍAS ENERGÉTICAS

2.2.2.1.- RECOpILACIóN DE DATOS

2.2.2.2. MEDICIóN Y MONITORIzACIóN DE LOS pROCESOS INDUSTRIALES

2.2.2.3. MEDIDAS pOTENCIALES DE AhORRO ENERGÉTICO

2.2.2.4. INFORME FINAL

2.3 RESULTADOS OBTENIDOS

3. METODOLOGÍA DE EVALUACIÓN

3.1.- CONTRATACIóN DEL SUMINISTRO ENERGÉTICO

3.2.- OpTIMIzACIóN DE LAS TECNOLOGÍAS hORIzONTALES

3.3.- OpTIMIzACIóN DE LOS pROCESOS pRODUCTIVOS

3.4.- GESTIóN ENERGÉTICA Y MANTENIMIENTO

4. MTD (MEjORES TÉCNICAS DISpONIbLES)

5. pREGUNTAS FRECUENTES

6. DEFINICIONES

7. bIbLIOGRAFÍA

8. DIRECCIONES WEb DE INTERÉS RELACIONADAS CON LA ENERGÍA.

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Introducción



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1. Introducción

La resente guía se enmarca dentro del royecto “La eciencia energética como factor imulsor

de la cometitividad en el sector metal-mecánico” que a sido conanciado or el FondoEuroeo de Desarrollo Regional, a través del IMpIVA y la Consellería de Industria, Comercioe Innovación dentro de los planes Sectoriales de Cometitividad del Metal y se incluye dentrode las actuaciones que viene desarrollando la Federación Emresarial Metalúrgica ValencianaFEMEVAL ara dinamizar el sector.

La energía desemeña un ael fundamental en todos los sectores roductivos (rimario,secundario y terciario), y año tras año a ido incrementando su consumo en nuestro aís debidoal gran crecimiento económico exerimentado, ero en algunos sectores este incremento noa sido minimizado todo lo osible, dejándolo en un segundo lano, ya que las emresas se

centraban en incrementar la roducción y ventas, asumiendo el consumo energético como uncoste jo de su emresa sin tratar de reducirlo.

En mucos aíses entre los que se encuentra el nuestro se están desarrollando diferentesolíticas de aorro en el consumo de energía, ara otenciar el desarrollo sostenible y nocomrometer los recursos ara las generaciones venideras. Esaña está muy sensibilizada alresecto, otenciando las energías renovables, imlantando diversos rogramas de otimizaciónde la energía (nuevos rocesos, sustitución de comonentes, nueva maquinaria más eciente…),y al mismo tiemo varias camañas de concienciación y sensibilización resecto a la imortanciadel aorro energético.

por otro lado, desde la segunda mitad de este siglo uno de los roblemas más graves que tienelanteado la umanidad es la degradación del medio ambiente. El desarrollo tecnológico, la

industrialización y el lógico roceso urbanístico son fenómenos que, incontrolados, uedenroducir consecuencias irreversibles en el medio.

proceso Industrial. Cortesía SGS.



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Todas las actividades industriales de una u otra manera, indeendientemente de aquellosrocesos destinados a obtener energía, ueden emitir en alguna de sus fases, sustancias ajenas ala comosición normal de la atmósfera. La contaminación de origen industrial se caracteriza orla gran cantidad de contaminantes que se ueden roducir en las distintas fases de los rocesosindustriales y or la variedad de los mismos.

La Comunidad Internacional, consciente de las osibles consecuencias de un aumento globaly sistemático de la temeratura media de la Tierra y su relación con la emisión de gases deefecto invernadero (GEI), a suscrito una serie de acuerdos como la Convención Marco de lasNaciones Unidas sobre el Cambio Climático y el protocolo de Kioto, el cual uede denirsecomo el rimer intento serio de evitar la emisión de gases de efecto invernadero.

Dico protocolo es de gran imortancia orque suone un comromiso de reducción concretoy jurídicamente vinculante ara aquellos aíses desarrollados y en transición a una economía de

mercado que lo a raticado.

Las partes rmantes del mismo asumen el comromiso de reducir de forma individual o conjuntalas emisiones de seis gases de efecto invernadero en no menos de un 5,2 % resecto a lasemisiones del año 1990 en el eriodo de comromiso comrendido entre los años 2008-2012.

FEMEVAL en concordancia con las diferentes olíticas de aorro energético a decididofomentar la eciencia energética entre sus asociados, ara tratar de conseguir ese consumoresonsable de energía.

La resente guía tiene como objetivo ser una erramienta fácil de manejar y ecaz ara aquellasemresas ertenecientes a FEMEVAL que tienen interés en conseguir dentro de sus osibilidadesuna mejora en su eciencia energética.

Emisiones ambientales. Cortesía SGS.



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Esta guía contiene además información obtenida de una serie de auditorías de ecienciaenergética que SGS a realizado entre los asociados a FEMEVAL, donde se an analizado losconsumos energéticos, y se an resentado diferentes alternativas ara reducirlos, evaluandosiemre la inversión a realizar y el tiemo de amortización de la inversión.

Es or ello or lo que la estructura de la guía tiene 2 artes claramente denidas, or una lado

se resenta un breve resumen de las rinciales conclusiones obtenidas a artir de las auditoríasde eciencia energética realizadas, resultados obtenidos, situación de las emresas del sectoren cuanto a eciencia energética se reere, buenas rácticas emleadas o llevadas a cabo orlas emresas, MTD´s imlantadas, etc. Y or otro lado se resenta una arte más ráctica queretende ser una guía ara facilitar a las emresas que estén interesadas en la identicación deosibles untos de mejora en su emresa, y además recomendaciones generales ara aorrarenergía en la industria, y más en concreto en el sector metalmecánico.

En qué consiste la eciencia energética.

La eciencia energética se uede denir como la otimización de los consumos energéticosde una instalación, de tal manera que ara realizar una misma oeración se reduzca elconsumo energético sin disminuir la calidad del servicio restado y el confort térmico de lasinstalaciones.

La energía da roseridad y confort a nuestras vidas, ero el emleo de esta energía también resentadesventajas imortantes (olución medioambiental, cambio climático). ¿Qué se uede acer?

1. Reducir la demanda energética el máximo que sea osible.2. Diversidad energética.3. Uso de energías renovables.

Actuaciones energéticas ara contribuir con el desarrollo



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para adotar las medidas adecuadas en estos tres asectos, se debe conocer reviamente lasituación energética de la emresa o de las instalaciones, ara lo cual en las auditorías energéticasson evaluados los untos con mayor imacto en el consumo energético.

En estas auditorias energéticas se realiza un análisis de situación mediante el cual se obtiene un

conocimiento de:

Modo de explotación de la industria

Niveles de demanda acia los servicios consumidores de energía

Funcionamiento de las instalaciones energéticas y el estado de sus comonentes

Consumos energéticos y sus corresondientes costes de exlotación

En denitiva, conocer DNDE, CMO y pARA QUÉ se utiliza la energía en cada emresa,ara osteriormente rooner mejoras en los asectos en los que no se esté realizando unacorrecta gestión energética.

A continuación se resenta un ejemlo de un rearto tíico de demanda energética entre lasdiferentes secciones de una industria.

Fuente: Elaboración roia.



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Eciencia energética en elsector metalmecánico



2. Eciencia energética en el sectormetalmecánico

La Industria a sido istóricamente el sector con mayor consumo de energía de nuestro aís.Sin embargo, desde ace unos años con las otimizaciones realizadas a los rocesos industriales,los aorros en los consumos de energía, y el gran incremento de la movilidad de ersonas ymercancías, an eco que el transorte se convierta en el sector de mayor demanda energéticaen Esaña (aunque con valores muy similares a los de la industria).

Fuente: Ministerio de Industria Turismo y comercio.

En cuanto a productos consumidos para generar energía en la industria española destaca el

consumo de electricidad y gas muy or encima del resto de energías (suonen cerca del 80%del consumo total).



Fuente: Instituto Nacional de Estadística.

El consumo de energía nal en los distintos sectores roductivos de la Comunidad Valencianase uede ver a continuación, incluyendo los distintos roductos consumidos ara conseguir laenergía:

Miles de tep Carbón Petróleo Gas Natural Electricidad Renovables Total (%)

Agricultura y pesca 0,0 459 0 55 0 514 5

Industria 0,6 483 2.081 777 114 3.456 35

Servicios 0,0 69 6 774 9 9 9

Doméstico 0,2 60 69 77 1.151

Transorte 0,0 3,880 0 3.924 9

Total 0,8 5.114 2.302 2.320 223 9.959 100Fuente: AVEN (Agencia Valenciana de la energía)

pese a que ya no sea el rimer consumidor de energía, el sector Industrial como uede verseen los grácos anteriores es el resonsable del 34% del consumo de la energía de nuestro aís,y dentro de este sector las industrias del metal suonen un 23% del consumo energético enEsaña.



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Carbón yderivados

Gasóleo FueloilOtros

productosetrolíferos

Gas Electricidad Otros Total

consumosenergéticos

%respecto

al total

Total industriaextractiva y

manufacturera295.188 1.295.537 369.185 261.056 3.047.604 5.302.029 409.404 10.980.004 100%

Industriasextractivas y delpetróleo

7.962 196.974 7.287 43.524 78.727 309.390 15.051 658.915 6%

Alimentación,bebidas y tabaco 4.210 240.127 96.419 28.991 355.664 729.624 40.988 1.496.022 14%

Industria textil,confección, cuero

y calzado0 34.010 3.167 3.900 83.158 166.301 9.701 300.238 3%

Madera y corco 0 38.737 11.407 3.612 23.250 116.579 8.669 202.255 2%

pael,edición,artes grácas 1.126 33.680 34.367 8.260 341.821 419.371 63.447 902.072 8%

Industria química 17.840 58.763 30.727 76.456 664.955 572.179 107.957 1.528.876 14%

Cauco ymaterias plásticas 0 21.286 2.518 8.866 57.769 361.796 19.530 471.765 4%

Productosminerales

no metálicosdiversos

226.898 369.466 61.812 32.422 847.968 736.730 50.023 2.325.319 21%

Metalurgia yfabricación derod. metálicos

30.270 124.152 114.386 27.630 437.835 1.229.449 68.408 2.032.129 19%

Maquinaria yequio mecánico 469 44.457 1.315 7.850 29.598 115.063 3.805 202.557 2%

Material yequio eléctrico,

electrónico yóptico

0 26.950 4.239 3.529 18.696 146.045 2.520 201.980 2%

Material detransporte 60.461 97 10.100 98.034 300.985 17.268 487.778 4%

Industriasmanufactureras

diversas6.411 46.473 614 5.917 10.129 98.516 2.037 170.097 2%

Analizando los consumos de energía de nuestro país mostrados en la tabla anterior claramente

se identica el sector del metal como uno de los sectores con mayor consumo energético.Cualquier mejora realizada conllevará un gran aorro de energía y de costes ara las emresasy ara el aís.

por comunidades autónomas se uede ver que la comunidad valenciana reresenta el 13% del

consumo total de energía de Esaña, siendo la 2ª comunidad en demanda energética.

Fuente: Instituto Nacional de Estadística



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Fuente: Instituto Nacional de Estadística.

Consumo de energía en el sector Industrial or Comunidades Autónomas 2007.

A la vista de los datos resentados, las emresas del sector metalmecánico de la ComunidadValenciana son un gruo con un gran otencial de aorro energético, ya que desués del sector

azulejero son el siguiente consumidor de energía.hace unos 30 años se comenzaron en Esaña a tomar las rimeras medidas de aorro yeciencia energéticas, ero no a sido asta los últimos 10 años cuando la cultura del aorroenergético se a imlantado en nuestra sociedad y en el entramado emresarial, imulsado engran medida or los aoyos estatales y regionales de las diferentes entidades de gestión de laenergía, así como de distintas agruaciones emresariales.

En el sector metalmecánico, se a tratado de reducir costes y aumentar la cometitividad desdeace mucos años, ero debido a la bonanza del sector en la Comunidad Valenciana, y a la faltade conciencia energética; el cambio de los ábitos de consumo energético a quedado en un

segundo lano.El 91% de las emresas del sector metal de la Comunidad Valenciana tienen menos de 10trabajadores, or lo que en la mayoría de estas emresas no se a invertido ningún recurso enotimizar los consumos de energía, uesto que focalizan sus esfuerzos en mejorar la calidad desus roductos y servicios, asumiendo como un coste jo los costes energéticos.

El sector del metal a reducido la roducción en un 33% en la Comunidad Valenciana y lasersectivas ara los róximos meses son similares, or lo que es el momento de imlantaracciones que mejoren la cometitividad de nuestras emresas, que ermita otimizar el consumoenergético de nuestras instalaciones; lo que conllevará a corto/medio lazo una reducción de

costes, y or tanto a largo lazo ser más cometitivos, de forma que en el momento en el quela situación económica vuelva a resurgir se sitúen en una osición cometitiva ventajosa.



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2.1 Femeval y la eciencia energética

La misión de la Federación Emresarial Metalúrgica Valenciana (FEMEVAL) es defender yreresentar los intereses de las emresas asociadas en sus múltiles actuaciones con laAdministración, los agentes sociales y demás organismos e instituciones, así como:

Ofrecer a las emresas asociadas el mejor asesoramiento en el desarrollo desu actividad

Mejorar la formación rofesional de Emresarios y Trabajadores

Amliar el ujo de información de interés ara las emresas, restandoespecial atención a los programas dirigidos a las PYMES

Dinamizar el Sector metalmecánico mediante la realización de un amlioabanico de actividades

para dinamizar el Sector metalmecánico, FEMEVAL en concordancia con las olíticas de lasdiferentes administraciones úblicas, a decidido realizar esta guía de eciencia energética yromover auditorías de eciencia energética entre sus asociados, ara que estas emresascontribuyan en la conservación del medio ambiente al otimizar sus consumos de energía.

Estas auditorías energéticas y la guía de eciencia energética son imortantes en este sector yaque una gran arte de las emresas asociadas a FEMEVAL no oseen ersonal con exeriencia yconocimientos sobre el aorro energético. Esta guía ermitirá a las emresas oder identicarosibles focos de consumo energético elevado, así como medidas ara reducir este consumo.

por otra arte las emresas a las que se les an realizado las auditorías energéticas disonende un diagnóstico ersonalizado de los consumos energéticos de sus instalaciones, y todas lasrouestas realizadas an sido valoradas, calculado el eriodo de amortización de la inversión, silos ubiere; ya que en mucos casos las medidas rouestas no necesitan realizar inversiones.

2.2 Estudio de la eciencia energética

El estudio energético en el sector está basado en dos ilares rinciales; Auditorías energéticasrealizadas en emresas asociadas y en un indicador de eciencia energética que ermite a lasemresas conocer su grado de eciencia energética y evolución futura, realizado a través deencuestas entre las emresas asociadas.



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2.2.1 Índice de eciencia energética

Se establece un erl de eciencia energética a las emresas del metal a través de un análisis dediferentes factores que lo determinan.

El índice de Eciencia Energética viene denido or una evaluación onderada de tres factoresrinciales, que determinan la eciencia del uso de la energía.

Cultura energética: se evalúa la información energética en la emresa; auditoría interna/externa, conocimiento de los distintos de contratos energéticos, conocimientos sobrerogramas y ayudas en materia de eciencia energética…, la formación del ersonal yla olítica en energía de la emresa.

Control energético: se analizan los medios y acciones ara la gestión del consumoenergético y las medidas adotadas ara minimizar éstos.

Mejoras técnicas: se valora la actualización a las MTD’S mejoras técnicas disonibles

(reducción de aradas técnicas, disminución de consumos,…), el uso de energíasalternativas más ecientes y menos contaminantes,…

Factores rinciales del índice de eciencia energética.



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Estos tres factores rinciales que conguran el índice de eciencia energética, an sidoevaluados entre las emresas asociadas a FEMEVAL. De tal forma que en cada factor rincialse an evaluado una serie de arámetros (evaluación de las tarifas energéticas contratadas,existencia de ersonal al cargo de la eciencia energética, energías alternativas emleadas…)con los cuales desués de onderarlos con el coeciente de corrección alicado a cada factorse an distribuido entre ÍNDICE A, B, C o D de eciencia energética.

El factor cultura energética es al que mayor onderación se le a dado (1,5 de coeciente decorrección, frente a un 1 en los otros dos factores) esto es debido a que la cultura energéticaes el motor imulsor de la eciencia energética entre las emresas, y su existencia actúa comocatalizador ara la alicación de medidas de aorro energético.

Dico índice va untuado de 0 a 100 distribuido linealmente entre los diferentes valores, esdecir de 0-25 untos Índice D, de 25-50 untos Índice C, de 50-75 untos Índice B y de 75-100

untos Índice A.

Con estos arámetros se an evaluado una serie de emresas obteniéndose los siguientesresultados:


Índice de eciencia energética: untuación de las emresas.

De donde se uede areciar que la mayor arte de las emresas oseen un índice de ecienciaenergética D o C. En la siguiente gráca se uede areciar en cada índice de eciencia energéticaqué orcentaje de emresas ay.



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Distribución de emresas or índice de eciencia energética.

Estos datos indican que la mayor arte de las emresas no oseen recursos roios ararealizar las tareas de eciencia energética, ni los contratan, ya que en la mayoría de los casosconsideran el gasto energético como un gasto jo.

por lo que se uede concluir que ante la situación inicial del sector metalmecánico en la cualel 80% de las emresas osean un índice D de eciencia energética signica que el ratio demejora es muy elevado. Estas emresas odrán incrementar su untuación entre un 25-40%(deendiendo de los casos) realizando inversiones equeñas, ya que al no estar realizando unagestión de la energía su margen de mejora es suerior a las emresas que sí que an realizadoalguna actuación.

Las emresas cuyos índices de eciencia energética son C o B oseen un margen de mejoraentorno al 20%, es decir asar al siguiente nivel de eciencia energética, ara ello deberán acerun esfuerzo en tratar de otimizar los recursos que dedican a la gestión de la energía, de talforma que se centren en los rinciales untos de mejora dejando ara más adelante los untosen los que la mejora no resulte tan signicativa.

por otro lado el equeño orcentaje de emresas que osee una A en el índice de ecienciaenergética, deberá continuar evaluando los untos de consumo de energía ara oder identicarosibles defectos en sus sistemas e instalaciones y evitar un osible derroce de energía.



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2.2.2. Auditorías energéticas.

El objetivo rincial es la identicación y evaluación de los otenciales aorros energéticos.para detectarlos es necesario establecer rimero los untos de consumo, es decir, obtenerel “Maa Energético” de la fábrica. El Maa Energético describe y evalúa la situación actual de

los consumos y roducciones energéticas, identicando los untos de mayor consumo y suarticiación en el gasto energético. Una vez obtenido, es osible establecer balances de masay de energía que nos ermitan identicar los untos en los cuáles se ueden obtener aorrosenergéticos. A artir de la identicación de estos untos, se calcula la inversión necesaria y losbenecios energéticos, económicos y de aorro de emisiones que se ueden obtener con suimlantación.

por tanto las fases fundamentales ara realizar estas auditorías energéticas son las siguientes:

Recoilación de datos (Energía consumida. Inventario y revisión de las restaciones delos equios)

Medición y monitorización de los procesos industriales

Medidas potenciales de Aorro Energético (Análisis del aorro energético y deemisiones. Inversiones revistas. Análisis económico y nanciero)

Informe nal



Fases de una auditoría energética.



2.2.2.1. Recoilación de datos.

La recoilación de datos es el rimer aso a realizar en una auditoría energética. En este untoay que realizar dos asos:

-Un análisis de la energía consumida

-Un inventario y revisión de las restaciones de los equios.

Análisis de la Energía consumida: se analizan las diferentes energías consumidas encada emresa, considerando los untos críticos en cada tio de energía de tal forma que seotimice el imorte agado. Las energías emleadas son Electricidad y combustibles, cuyospuntos críticos se detallan a continuación:

Electricidad; del consumo de esta fuente de energía se analizan los siguientes arámetros:precio: Contrato con la emresa suministradora, considerando lasdistintas franjas orarias (unta, ico y valle) y el término de otencia.

Consumo: La cantidad de energía consumida es proporcional al importe

agado en cada franja.

potencia máxima: La otencia máxima inuye en el recio de la energíaeléctrica, además es necesario analizar cuales son los elementos quecausan los consumos máximos de energía.

Ratios de utilización: Es el orcentaje de utilización de las instalaciones ymaquinaria de la emresa.

Factor de otencia: Las emresas eléctricas introducen enalizaciones enlas facturas deendiendo del factor de otencia.

Combustible; de cualquier combustible fósil (gas natural, gasoil, gasolina, biodiesel…) seanalizará:

precio: Las distintas emresas suministradoras oseen diferentes tarifas,or lo que se debe escoger la que más se adecue a nuestro consumo.

Consumo: La cantidad de combustible consumida es proporcional alimorte agado, igual que sucede con el consumo eléctrico.

Coste equivalente: Evaluación del coste de sustitución de un combustibleor otro, considerando los costes adicionales del nuevo combustible.

Gastos jos y variables: Las instalaciones ueden estar alquiladas o serroiedad del cliente, los mantenimientos de las instalaciones ueden ir acargo de la emresa suministradora o a cargo del cliente…

para revisar el consumo de energía, se recoilan las facturas disonibles en la emresa, de talforma que se uedan analizar los consumos istóricos durante los diferentes eriodos del año.



Inventario y revisión de las restaciones de los equios; para realizar correctamente laauditoria se analizaran y revisarán los siguientes untos, ya que son fundamentales ara odertomar decisiones resecto al aorro energético:

Identicar la carga de trabajo semanal: Se analiza la carga de trabajo (icos y valle), se trata

de adatar el ujo de trabajo ara que sea lo mas eciente osible (reducir el númerode arranques y aradas, arovecar las franjas orarias donde el recio de la energía esmenor…)

Identicar las diferentes instalaciones o equios consumidoras de energía

Tio de equio: hornos, rensas, comresores de aire, iluminación...

Características: Rendimientos, consumos, sistemas de arranque…

programa de trabajo de las distintas secciones consumidoras (oras defuncionamiento, turnos, modo de exlotación…).

2.2.2.2. Medición y monitorización de los rocesos industriales.

En esta fase de la auditoría se realizarán los siguientes trabajos:

-Analizar los rinciales untos de consumo, mediante diferentes equios de medida serevisan las instalaciones ara vericar el funcionamiento/consumo de los distintos equios/elementos con demanda energética.

-Efectuar un inventario de las rinciales cargas, una vez analizados los untos de consumose realiza un inventario de las cargas ara considerar los untos más críticos de nuestrasinstalaciones.

-Identicar los otenciales icos de demanda aoyándose en el inventario de las cargas y enlos rinciales untos de consumo analizado, ara que se ueda:

programar, reducir icos de demanda

Investigar los consumos sin roducción

Considerar secuencias de arranque

para realizar las diferentes medidas los rinciales equios de medición utilizados son lossiguientes:

Analizador de redes: Instrumento que analiza las roiedades eléctricas de la red. Con élse ueden medir distintas magnitudes eléctricas como tensión, intensidad, otencia, energía,armónicos, desequilibrios... Los datos son almacenados en una memoria ara su osteriortratamiento.





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Termografía de un motor eléctrico (izquierda). Cortesía SGS. Cámara termográca (dereca). Cortesía SGS

Luxómetro: permite medir la cantidad de lu que ay en cada unto. En función de la medición seuede concluir si la iluminación es la adecuada, y rooner alternativas de aorro en iluminación.

Luxómetro. Cortesía SGS.

pinza amerimétrica: Equio electrónico que mide la intensidad de un conductor. Recibe elnombre de inza orque consta de un sensor, en forma de inza, que se abre y abraza el cablecuya corriente queremos medir.

pinza amerimétrica. Cortesía SGS.



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Analizador de combustión: permite vericar si la combustión en una caldera es la adecuada,calcular su rendimiento y analizar las sustancias que aarecen en los gases de escae.

Analizador de combustión (izquierda). Cortesía SGS. Registro de resultados del analizador de combustión (dereca).

Una vez se a realizado el inventario de los equios, se an monitorizado los rocesosindustriales, se a calculado el consumo energético de cada roducto, se odrá elaborar unatabla similar a la siguiente:

EQUIpO Consumo kWh porcentaje Emisiones kg CO2

Alumbrado interior nave 4.608 24,96% 2990,59

Alumbrado ocinas 07 1,66% 199,37Alumbrado exterior 4.088 22,14% 2653,11

Cargadores baterías 4.320 23,40% 2803,68

Compresor 88 1,56% 186,91

Equios auxiliares (radial,…) 2.496 13,52% 1619,90

Prensa 70 3,90% 467,28

Bomba de agua 86 0,47% 56,07

Microondas 8 0,21% 24,92

Equio frío ocina 88 1,56% 186,91

Varios ocina (ordenador, fax,..) 1.224 6,63% 794,38

TOTALES ELECTRICIDAD FAbRICA 18.458 11983,14

Reparto de consumos por secciones

Con estos datos y la estimación del consumo anual se analiza su evolución a lo largo del año, taly como se uede observar en el siguiente gráco:



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Consumo energético de una emresa dividido or secciones.

para contribuir en la conservación del medio ambiente y reducir las emisiones de COtambién

debemos evaluar las emisiones de cada uno de los equios que existen en las instalaciones; araello se deberá de tratar de actuar sobre los que mayor cantidad de CO

emiten:

Emisiones de CO

de una emresa dividido or equios.

Todos estos datos nos ermitirán tomar osteriormente decisiones sobre los equios asustituir o mejorar, dar soluciones alternativas, etc. en denitiva cualquier tio de mejora en lasinstalaciones de la emresa.





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los de nuestras instalaciones que uedan realizar el mismo trabajo reduciendo elconsumo energético:

Cambiar iluminación (lámaras de alta eciencia, balastos electrónicos...)Equios de alta eciencia (calderas, motores, máquinas de frío)

Emleando estas medidas se ueden conseguir tres tios de aorro que se resentan acontinuación:

-Aorro de consumo de energía: indeendientemente del tio de energía (eléctrica, gas o gas-oil), el contrato es linealmente roorcional al consumo de energía, or lo cual un aorro enel consumo de energía, conlleva un aorro en la factura. Todas las reutilizaciones de energíade unos rocesos a otros y los aumentos de rendimiento de motores o instalaciones tambiénconllevan un aorro en la energía consumida.

-Disminución de la otencia demandada: al disminuir la otencia necesaria ara el funcionamiento

de nuestras instalaciones, se uede reducir la otencia contratada con la emresa suministradoracon el consiguiente aorro económico.

-Aorro en la comra /sustitución de equios: Al acer funcionar los distintos equios en ununto ótimo, junto a un buen mantenimiento reventivo, se consigue aumentar la vida útil deestos, reduciendo las inversiones en sustitución y rearación.

B) Valoración económica de las rouestas realizadas.Estas medidas de aorro energético que no siemre derivan en un coste ara el titular, ueden

ser:

Mejoras sin inversión ara una adecuada exlotación. Algunos ejemlos son:

Variación de consignas de temeratura en esacios ocuados, emleocorrecto de enfriamiento gratuito.Variación de tiemos de uso de las instalaciones en función de la otenciaenergética demandada en cada roceso.Otimización de los contratos energéticos.

Mejoras con inversión que afectan al diseño de la emresa y que requiereninversión en equios que suongan un aorro energético. Algunos ejemlos son:

Sustitución de generadores térmicosSustitución de lámparas

Instalar un variador de frecuenciaEmpleo de balastos electrónicos

Mejora del aislamiento térmicoImlantación de energía solar ara agua caliente sanitaria, fotovoltaica,cogeneración, etc.



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2.2.2.4. Informe nal.

Toda auditoría energética naliza con su corresondiente informe nal, en el que se recogentodos los untos mencionados anteriormente, relacionando unos con otros ara dar unaimagen global de la situación de la empresa así como las soluciones presentadas a los problemas

detectados.

A la vez y como se tienen analizados los consumos energéticos de los rinciales equiosy rocesos que demandan energía en la emresa, en futuras modicaciones de la emresa(sustitución de equios, nuevas líneas de roducción) se odrán utilizar estas medidas aracalcular los contratos adecuados de energía o estudiar como simultanear los procesos para

otimizar el funcionamiento, realizar comarativas de consumos emleando nuevas tecnologías,etc.

2.3 Resultados obtenidos

Del estudio energético del sector metalmecánico valenciano, se uede concluir lo siguiente:La cultura energética está oco arraigada en el sector, no se suele tener ersonal en la emresacon formación en este camo ni se an realizado análisis energéticos en las emresas. Tamocose utiliza la formación interna u otra acción ara el fomento del uso eciente de la energía y orlo general, no se conocen los rogramas de subvenciones y ayudas ara otenciar el aorro yeciencia de los rocesos industriales, así como el fomento de las energías renovables a travésde las distintas líneas IDAE, AVEN...

El control energético en la emresas es bastante bajo, se contabilizan los consumos totales,aunque no or secciones o esecícos de roducción, no se suelen analizar acciones de mejora.De las medidas de mejora en las instalaciones, la más realizada entre las emresas del sector es elmantenimiento. por lo general la mayoría de las emresas tienen ersonal ara el mantenimientocorrectivo (68,1 %). Sin embargo ay que mejorar en el mantenimiento reventivo, ya que es elque más aorta en la reducción de érdidas energéticas. Este mantenimiento lo realiza el 30,4%de las emresas del sector, localizado en las emresas mas grandes.

Las mejores técnicas disonibles del sector (MTDs) imlican una mejora en la ecienciaenergética y or lo tanto una reducción en los costes de roducción. Las MTDs no son muyconocidas, y las emresas que son conocedores de ellas no an realizado estudios de viabilidadara cambios en la tecnología de los rocesos. El uso de energías renovables como sustitutode energía convencional en el consumo nal es bajo (2%) y está centrado rincialmente enenergía solar térmica.

En las diferentes auditorías llevadas a cabo se an analizado todos los untos comentadosanteriormente, y cabe destacar que en general las emresas del sector ven el gasto energéticocomo un gasto jo, sin tomar medidas ara reducirlo. En la mayor arte de las emresas auditadasel ersonal encargado de las tareas energéticas era el ersonal de mantenimiento, dirigidoor un emleado de comras o desarrollo, que eran los encargados de realizar la comra delmaterial. Estas ersonas centraban sus esfuerzos de mejora en las tareas de roducción, controlde calidad, mantenimientos, dejando al margen la otimización de su demanda energética, ya queor lo general no entraba dentro de sus cometencias.



Las diferentes emresas auditadas an logrado detectar los untos o rocesos dondedeserdiciaban energía, de tal forma que ueden actuar sobre ellos aumentando sucometitividad. Del mismo modo se an identicado rocesos que consumen mayor energía dela necesaria debido a un incorrecto funcionamiento de los equios, or lo que si no se realiza unmantenimiento adecuado, además de suoner un mayor consumo de energía en estos equios,

en algunos suone una disminución de su vida útil.

Los untos de mejora en todas las emresas auditadas son los que tienen que ver con lastecnologías orizontales, es decir los servicios auxiliares que no intervienen directamente en elroceso roductivo: aire comrimido, iluminación, motores eléctricos.…

Los rinciales untos de mejora en tecnologías orizontales son:

Motores trabajando a bajas cargas y con rendimiento bajo.Fugas en las instalaciones de aire comrimido y comresores trabajando muco tiemo

en descarga.Alumbrados inecientes y oco arovecamiento de luz natural a través de lucernarios,cerramientos translúcidos...Fugas en los aislamientos de los sistemas térmicos.Otimización de untos de consigna: resiones, temeratura.…

Las mejoras roias de los rocesos roductivos de las emresas auditadas van encaminadas a:

Recueración de calores residuales, rincialmente de ornos.Sustitución de quemadores en ornos.

Sustitución de combustibles, rincialmente en rocesos térmicos de gasóleo o fueloilor gas natural.Emleo de energía solar térmica en rocesos de baja temeraturaSistemas de gestión energética.

En todas las auditorias se an analizado los diferentes contratos que tienen con las emresassuministradoras y en los casos de suministros eléctricos se an tomado medidas ara reducirlas enalizaciones que se alican al suerar la otencia contratada, ya que en algunas ocasionesrealizan al mismo tiemo varias tareas cuya otencia eléctrica requerida es muy alta, ysimlemente secuenciando estas tareas a lo largo de la jornada odemos reducir la otencia

contratada o las enalizaciones alicadas en la factura eléctrica.

El aorro energético es una combinación de acciones de mejora en diferentes untos, y dadola imlantación de las medidas en las emresas de sector, actualmente la caacidad de aorroenergético medio en el sector esta entorno al 20 %.







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3. Metodología de evaluación

para una mejora energética en el sector del metal, es necesario conocer los asectos que

determinan cuáles son los elementos más imortantes a la ora de otimizar el consumo energéticoy arovecamiento de nuestros recursos.

A continuación se van a describir los rimeros asos a seguir. También se an listado los rincialesroblemas identicados y las distintas soluciones adotadas en los diferentes casos encontrados;ara que las emresas del sector metalmecánico de la Comunidad Valenciana, que aún no antomado medidas de aorro energético, uedan llevar a cabo una evaluación en las instalaciones.

3.1.- Contratación del suministro energético.

En los últimos años, los consumidores industriales an visto cómo la energía a asado dereresentar un coste marginal en la estructura de costes de su actividad a ser un factorimortante en la misma debido al incremento aulatino de su recio.

El mercado de abastecimiento energético no es uniforme y en ocasiones uede resultar comlejo.En una rimera aroximación se uede dividir éste or la roia energía consumida:

Electricidad: Alta y baja tensión.

Combustibles: gaseosos (GLp, gas natural), líquidos (gasóleo, fuelóleo...) ysólidos (antracita, lignito, ulla…).

Energías renovables: arovecamiento de la energía solar ara uso térmicoo eléctrico ara autoconsumo o venta, utilización de la biomasa ara usotérmico o eléctrico ara autoconsumo o venta y utilización de la energíageotérmica ara autoconsumo.

En el análisis de la contratación de un suministro energético existirán dos suuestos básicos:

Contratación inicial de un suministro energético.

Otimización de una contratación energética ya existente.



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Contratación inicial de un suministro energético. Cuando se inicia una actividad que requiera eluso de fuentes energéticas, rimeramente se debe de realizar una elección del tio de energíaque se va a consumir. Esta elección debe de roducirse en función de la actividad a desarrollary debe de tener resente de una forma general:

Tecnología a utilizar en la actividad.Determinar el recio económico de la fuente energética utilizada.para ello, se utilizará la exresión: unidad económica agada/unidadenergética consumida. por ejemlo: c€/kW.

Disonibilidad de suministro del tio de energía

Imacto ambiental de la fuente energética utilizada. En este casocomo parámetro se utilizará la expresión: unidad contaminante

emitida/consumo energético realizado. por ejemlo: gCO/kW,

tCO/te...

Una vez decididos los tios de energía y cantidades que se van a utilizar, se deben analizarindividualmente las osibilidades de contratación de cada tio de energía. En algunos casoslas contrataciones energéticas admiten modalidades: mercado liberalizado o comra a tarifaregulada.

Este tio de análisis de contratación inicial debe efectuarse con una cierta ersectiva, uesueden condicionar el crecimiento y la rentabilidad futura de la emresa. por ejemlo en el caso

de la contratación de la energía eléctrica, que se elija una otencia de contrato que no tengaen cuenta las amliaciones futuras de una emresa, uede suoner un gasto considerable en unfuturo inmediato.

Otimización de un suministro energético ya existente. A diferencia del suuesto anterior, eneste caso ya se viene realizando la actividad en cuestión .por tanto, ya existe una elección reviade las fuentes energéticas a utilizar, así como una contratación energética de las mismas.

Es decir, en este caso el análisis consistirá en otimizar la contratación energética, y se realizaráa artir de los consumos energéticos que a necesitado la emresa ara realizar su actividad.Éstos conllevan unos gastos económicos, así como un volumen de emisiones contaminantesque están vinculados directamente al consumo energético. La contabilidad tanto del consumoenergético como del gasto económico se realizará a artir de las facturas energéticas agadasor la emresa. En caso de que el estudio de otimización se realice dentro de una asesoríaenergética, donde se an lanteado medidas de aorro y eciencia, éste se debe realizar a artirde la nueva situación tanto de consumo como de curva de carga de consumo creada or dicasmedidas.

Con resecto a la energía eléctrica, otra medida es gestionar nuestra demanda de consumoara acerlo en los eriodos más económicos (valle). En el caso de suministros ya existentes,



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otro análisis importante a realizar es el estudio de la posibilidad de sustitución de unos

combustibles or otros, or ejemlo el fuelóleo or gas natural o renovable. Este estudio seuede realizar or tres motivos: razones de eciencia energética, cuestiones económicas orazones medioambientales. En el mismo ay que evaluar la inversión, además de las roias delcambio de fuente energética, que or razones tecnológicas uede conllevar dica sustitución.

En el caso de que su emresa nunca aya tomado ninguna medida de aorro energético un buencomienzo sería revisar el contrato con la emresa eléctrica suministradora. Debería recogerlas facturas de los últimos años, analizar los consumos en cada franja oraria, y comarar con elresto de las emresas suministradoras. También se deben tener en cuenta las enalizaciones quealican or otencia reactiva, excesos de otencia, etc.

Ejercicio otimización de factura

Realizar el análisis de los costes que suone el consumo de energía reactiva del mes desetiembre del siguiente suministro, con un contrato a 6 eriodos:

Lecturas reales en el eriodo de facturación

L. Anterior L. Actual Energía kW ReactivakVAr

PotenciakW

Periodo 8698 8698 0 0 0

Periodo 5955 5955 0 0 0

Periodo 412571 412571 0 0 0

periodo 4 436309 436309 0 0 0

Periodo 5 674407 7909 64686 42119 408

Periodo 6 58786 599 87 14277 58

La tarifa de acceso corresondiente establece que el coste de la energía reactiva se calcularáen función del cos ϕ de la instalación en cada uno de los diferentes eriodos, excetuandoel eriodo 6, en el que no se cobrará la energía reactiva demandada. Del mismo modoestablece que solo se facturará la energía reactiva que suere el 33% de la energía activademandada en el mismo eriodo.

Los recios a alicar ara los excesos de energía reactiva, en función del valor del cos ϕ de

la instalación, ara todas las tarifas de acceso son:

Para cos ϕ < 0,95 y asta cos ϕ = 0,90: 0,000013 €/kVA r



Para cos ϕ < 0,80: 0,051056 €/kVA r



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En este caso solo tendremos en consideración el periodo 5 para el cálculo de la energía

reactiva a facturar.

Para la estimación del cos ϕ empleamos la ecuación:

Cos ϕ

Periodo 5 0.84

Con lo que obtenemos que:

Su coseno es de 0,84, or tanto, ertenece al escalón de cos ϕ < 0,85 y asta cos ϕ = 0,80, elrecio or kVAr de exceso consumido es de 0,034037 €.

El exceso roducido es igual a: 42119-(64686*0.33)=20773 kVar.

El recio a agar será: 20773 kVAr x 0,034037 €/kVAr = 707,04 €.

Mediante medidas de comensación de energía reactiva se uede anular comletamenteeste sobrecoste. puesto que los recios establecidos en el contrato suelen ser inamovibles,en el eriodo contemlado or el mismo, la comensación de los excesos de energía reactivaes una de las ocas técnicas que nos ermite otimizar una contratación liberalizada.

3.2.- Otimización de las tecnologías orizontales.

Las tecnologías oriontales son las tecnologías comunes emleadas en rocesos generalesresentes en todas las industrias, indeendientemente del sector al que erteneca; ejemlosde estas tecnologías oriontales son motores, comresores, calderas, sistemas de climatiación,etc.

paralelamente a la recoilación de las facturas se deberían medir los consumos y otenciasrequeridos or las máquinas, ya que la otencia requerida es un factor determinante en lastarifas de las comañías de suministro eléctrico. Una vez se an identicado los rincialesuntos que requieren una otencia máxima, se debe analizar el motivo y tratar de reducir lademanda de otencia.

De una manera similar a la búsqueda de los untos de mayor otencia, se deben de analizarlos rocesos que mayor energía consumen (todo tio de energía: eléctrica, gas…). En estosrocesos fundamentalmente se tomarán dos medidas: reducir el consumo y reutilizar la energíasobrante de los rocesos.



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La rimera medida es tratar de reducir el consumo o acer el roceso más eciente en lamedida que sea osible. para alcanzarlo se uede:

-Reducir las aradas y uestas en marca ara acer un roceso continuo y disminuir laserdidas de energía en el arranque y arada de la roducción.

-Ajustar la roducción a los momentos en los que el coste de la energía es menor.

-Analizar el roceso ara detectar los untos en los que se ierde la energía y tratar deotimizar el roceso.

-Revisar la maquinaria existente en cada roceso y comararla con la existenteactualmente en el mercado, analizar la inversión a realizar, así como el tiemo de retornode la inversión or una maquinaria con menores consumos, o rendimientos sueriores.

-Revisar el lan de mantenimiento de las máquinas, ya que en mucas ocasiones unmantenimiento deciente conlleva unos consumos sueriores.

La otra medida que se debe tomar en los rocesos que consumen una gran cantidad de energíaes analizar el tio de energía sobrante, y qué se ace con ella. Ya que en los rocesos queconsumen mayor cantidad de energía, aarecerá una mayor cantidad de energía sobrante que seuede emlear ara otros rocesos.

Generalmente en los procesos del sector metalmecánico esta energía sobrante de los procesos

será calor, el cual uede ser emleado en una gran cantidad de actividades:

-Calentar el ACS de la nave industrial.

-Calentar en invierno las instalaciones.

-Si los gases de escae oseen una temeratura elevada se ueden emlear aragenerar energía eléctrica.

-Este calor sobrante también uede emlearse ara otros rocesos que tengamos ennuestra industria.

También se a de tener en cuenta las energías renovables disonibles en el mercado, y analizar sieconómicamente es rentable emplear alguna de ellas en el espacio libre disponible en nuestras

instalaciones (azoteas, cubiertas, jardines…).

Otro asecto a considerar es la iluminación. Se debe realizar un inventario de los equiosde iluminación que disonemos en nuestras instalaciones. Una vez realizado este inventariocomararlo con los equios disonibles actualmente en el mercado, y analizar la viabilidadeconómica de la sustitución de los equios, así como el retorno de la inversión realizada.

El consumo de energía destinado al confort térmico de los trabajadores debe ser evaluado,ya que tanto en invierno como en verano se consume una cantidad imortante de energía en

los rocesos de frío y calor. Deben estudiarse los consumos roducidos, así como los untosdonde existen grandes saltos de temeratura, ara tratar de minimizar las zonas de disiaciónde energía y acer más eciente el roceso.



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En caso de no disoner de ersonal que ueda llevar a cabo las mediciones y analizar todoslos arámetros que se deben considerar, se ueden externalizar los servicios a emresasesecializadas.

Además de los aorros energéticos que se obtienen mediante la otimización de los rocesos,

también se consigue un aorro en las emisiones de roductos nocivos ara el medioambiente,con lo que este aorro osee una doble ecacia.

Emisiones industriales. Cortesía SGS.



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por lo exuesto anteriormente, las emisiones causadas or el consumo de energía tambiéndeben de ser consideradas, ya que además de inuir negativamente en el medio ambiente,ueden ser un indicador de fallos en los rocesos de generación de energía que deben sersubsanados. A continuación se enumeran las rinciales emisiones resentes en la industria:

Procedencia EfectoFocos de emisión

en nuestrasempresas

CO

Se produce en las reacciones decombustión.

Es un elemento que articia en elefecto invernadero, ya que cata laradiación infrarroja que la Tierraemite acia el esacio.

Calderas, ornos,motores decombustión(veículos).

COAarece cuando ay unacombustión incompleta de lamecla aire-combustible.

Muy tóxico ara las ersonas.

NOx

Reacciones a alta temperaturaentre el nitrógeno y el oxígenoresentes en el aire, en losrocesos de combustión.

Factor de la lluvia ácida, quecrea alteraciones de ecosistemasforestales y acuáticos. Irritaciones enlos bronquios.

hornos.

SO

Procede de la combustión delos combustibles fósiles, ya quecontienen aufre.

Factor de la lluvia ácida, quecrea alteraciones de ecosistemasforestales y acuáticos. Enfermedadesde tio alérgico, irritaciones de ojosy vías resiratorias.

Calderas, ornos,motores decombustión(veículos).

COV(ComuestosOrgánicosVolátiles)

Gases de escape originados poruna deciente combustión o laevaoración del carburante.

Factor de la lluvia ácida, quecrea alteraciones de ecosistemasforestales y acuáticos. Enfermedadesde tio alérgico, irritaciones de ojosy vías resiratorias.

En las cimeneasy tubos de escapede calderas,ornos, motoresde combustión(veículos).Partículas y

umoSon emitidos por la malacombustión de los carburantes

Suciedad ambiental.Reducen la visibilidad.Afectan a las vías resiratorias.

Si aarece una mala combustión en los ornos y calderas, además de emitir una gran cantidad deelementos nocivos ara el medio ambiente, estamos derrocando energía. por lo que debemosde realizar un mantenimiento reventivo en estos equios ara controlar estos arámetros.



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A continuación se van a exoner las rinciales tecnologías orizontales que aarecen en elsector metalmecánico y diversas rouestas ara aumentar su eciencia.

-Calderas de Gas/Gas-oil/Vaor:

Las calderas de gas/gas-oil se utilizan ara transformar la energía fósil en energía caloríca, lacual se emlea ara calentar un uido (en estado líquido o vaor) que será emleado en otrosrocesos.

Se uede tratar de otimizar la combustión en las Calderas, ara lo que se debería realizar unanálisis de los umos de escae. En función del resultado obtenido se ueden tomar medidasque otimicen el roceso ara conseguir un aorro en el consumo de combustible:

-Si el rendimiento es bajo y la caldera está sucia, se debe limiar la caldera ara

otimizar su funcionamiento, así como jar un sistema de mantenimiento reventivo,de tal forma que no vuelva a suceder este roblema.

-Si el rendimiento no es el adecuado también se deben de analizar los distintoscomonentes de la caldera ara vericar si algún elemento debe ser sustituido.

También se ueden arovecar los calores residuales. Estos calores residuales se emlearanara ACS o calefacción, arovecando una energía que en mucos casos no es utilizada.

Reinyectar los condensados en la caldera es otra oción, con la que se conseguirá aorrarcombustible y agua en el roceso (sólo en calderas de vaor).

-bomas de calor (climatización):

Las bombas de calor son emleadas ara transferir el calor de un foco a otro, introduciendotrabajo en el sistema, estas bombas de calor son emleadas ara sistemas de climatización.

Aumentar el rendimiento de la máquina y recuerar el calor ara ACS realizando un balanceenergético (energía entrante =energía saliente). Mediante esta mejora se conseguirá reducir elconsumo eléctrico, y roducir ACS.

El emleo de equios de climatización con variador de frecuencia (regulación inverter) otimizael consumo energético de estos equios.

-Motores eléctricos:

Los motores eléctricos transforman energía eléctrica en energía mecánica. En el sectormetalmecánico se emlean en una gran cantidad de rocesos, y su demanda energética uedeser elevada (fundamentalmente en los arranques de los equios).



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Disminuir la otencia de arranque del motor (curva de arranque controlada or rama)fundamentalmente en equios con mucos ciclos de arranque-arada o en motores cuyavelocidad de giro en su ciclo de funcionamiento no siemre es la máxima. Es recomendable elemleo de variadores de frecuencia, muy ecientes energéticamente y con costes amortizablescon los aorros energéticos.

Las estrategias de aorro en los motores eléctricos son:

Selección del motor: punto de funcionamiento.

El dimensionamiento de los motores en muy imortante. El rendimientomáximo se consigue entre el 75 % y 85 % de la carga nominal, a cargas menores,el rendimiento disminuye de forma imortante, con lo que ay que evitar lossobredimensionamientos.

Características del motor: Motores de alto rendimiento

La Comisión Euroea establece tres niveles de eciencia energética ara motoreseléctricos. Estos tres niveles son EFF1 Motores de alto rendimiento, EFF2 Motores derendimiento mejorado y EFF3 Motores de rendimiento estándar. Deendiendo de sison motores de 2 o 4 olos oseen unos rendimientos determinados. En la siguientegráca se ueden ver los rendimientos de cada motor deendiendo del número deolos y la otencia requerida.

Clasicación energética de motores eléctricos.

Mediante el emleo de motores de alto rendimiento se uede tener aorros energéticos, si

bien, la amortización desde un motor estándar nos lleva a eriodos de retorno grandes. Sonrecomendados fundamentalmente en amliación de instalaciones nuevas o or renovación deequios existentes.



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Ejercicio Motores:

En este ejercicio se va a comarar un motor existente en una emresa, y el aorro quese alcanza al sustituirlo or otro nuevo.

Si se disone de un motor eléctrico con 15 kW de otencia nominal, 400V de tensiónnominal, 40 Amerios de corriente nominal y un factor de otencia en régimen nominalde 0,75.

Con estos datos se uede calcular las otencias absoluta y de érdidas, así como elrendimiento del motor; que son los datos que emlearemos ara comararlos con losdel nuevo motor.

Obtenemos:

p absorbida (kW) p útil (kW) p erd (kW) η

20,78 5 5,78 72,16%

Los motores de alta eciencia oseen unos rendimientos sueriores a los de estemotor convencional; veamos los resultados que se obtendrían emleando un motor dealta eciencia EFF2.

Según la gráca de la ágina anterior ara una otencia nominal de 15Kw se tiene unrendimiento del 90%, con lo cual se obtienen los siguientes resultados:

p absorbida (kW) p útil(kW) p erd (kW) η

16,66 5 1,66 90%

Una vez se tienen estos datos es el momento de calcular el coste económico de ambosmotores, or lo que se van a realizar dos suuestos de funcionamiento, uno con el

motor funcionando 10 oras al día, y el otro funcionando 5 oras al día; ambas emresastrabajan 5 días a la semana y 48 semanas al año. por lo cual el coste eléctrico anual deambos motores estimando un coste de 0,13€ kW:

potencia consumida (kW) 10 horas al día 5 oras al día

Motor estándar 20,78 6.483,36 € 3.241,68 €

Motor alta eciencia 16,62 5.187,62 € 2.593,81 €

Aorro anual 4,15 1.295,74 € 647,87 €



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-Aire comrimido

El aire comrimido es emleado en casi todas las industrias del sector en diferentes rocesos;atornilladores de alta velocidad, cinceles, rensas, cintas neumáticas, limieza… Generalmenteen estas oeraciones se ierde una gran cantidad de energía.

Además, la eciencia global del sistema de aire comrimido uede ser mejorada emleando lassiguientes medidas:

• Encontrar y rearar las fugas.• Emlear motores de alta eciencia e inversores ara cambiar las frecuencias y

amlitudes del voltaje.• Seleccionar el comresor ótimo ara la oeración requerida (no sobredimensionar).• Mejorar la fase de comresión del aire (or ejemlo emleando comresores multi-

etaa).• Emlear el calor exulsado en otros rocesos.

• Mejorar la uricación del aire (mediante ltros o desumidicador).• Reducir la resión de salida si es osible.• Identicar las zonas con grandes caídas de resión ara tratar de minimizar las

érdidas de energía.• Realizar un mantenimiento adecuado a los equios.• Mejorar el ujo de aire en las tuberías ara tratar de evitar las erdidas de resión

or fricción.• Evitar los usos innecesarios de los equios.

Se uede llegar a aorrar una gran cantidad de energía alicando estas medidas. para canalizar

el otencial de mejora en lugar de centrarse únicamente en el comresor, se debe otimizartambién toda la instalación de aire comrimido.

Central de comresores. Cortesía de Kemmeric Ibérica.



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-Sistemas hidráulicos

Los sistemas idráulicos están resentes en mucos rocesos industriales. Se uede aorrar unagran cantidad de energía emleando nuevas tecnologías, sistemas y comonentes. La ecienciade los sistemas idráulicos se uede incrementar escogiendo la bomba adecuada ara losrequerimientos de la industria.

Otras mejoras que se ueden alicar son:

• Mejorar la conguración de las válvulas de admisión de la bomba.

• Emlear una bomba doble.

• Mejorar la eciencia del rotor (ajustando el ángulo de movimiento de las asas).

• Otimizar la velocidad del motor.

Existen unos aorros económicos otenciales en estos rocesos.A continuación se muestra, a modo de ejemlo, un túnel de desengrase (decaado, fosfatado,limieza) en la que intervienen distintos circuitos idráulicos.

Túnel de desengrase. Cortesía de Industrias Saludes.

Las bombas idráulicas son emleadas ara incrementar la resión en un uido, y mediante este

incremento de resión se uede transortar el uido. En el sector metalmecánico estas bombasson emleadas ara ermitir el movimiento de los líquidos refrigerantes de los distintos rocesostérmicos. para accionar las bombas idráulicas se emlea normalmente energía eléctrica.



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para otimizar el consumo eléctrico en las bombas idráulicas en la fase de diseño se debendimensionar correctamente los diámetros de las tuberías y las dimensiones del motor. Una vezestá realizada la instalación, si el ujo que circula no es el ótimo se ueden emlear distintasmedidas de aorro energético como uede ser regular la otencia entregada or el motormediante un variador de frecuencia ara reducir el ujo circulante.

-Iluminación:

La iluminación en la industria está en torno al 15% (aunque ay casos en los que uede llegaral 35%) de la energía utilizada, con lo que tiene un otencial de aorro energético y económicocon el emleo de un sistema eciente de iluminación.

Un correcto sistema de iluminación se debe de ajustar a las necesidades de trabajo de la zona.En la siguiente tabla se ueden ver los niveles de mínimos de iluminación que se deben decumlir en las diferentes zonas de trabajo, como mínimo se deben alcanzar estos límites:

zona o arte del lugar de trabajo (*) Nivel mínimo deiluminación (lux)

zonas donde se ejecuten tareas con:

1º Bajas exigencias visuales2º Exigencias visuales moderadas3º Exigencias visuales altas4º Exigencias visuales muy altas

Áreas o locales de uso ocasionalÁreas o locales de uso abitual

Vías de circulación de uso ocasionalVías de circulación de uso abitual

0000500

1.000

5000

550

* El nivel de iluminación de una ona en la que se ejecute una tarea se medirá a la

altura donde ésta se realice; en el caso de onas de uso general a 85 cm del suelo yen las vías de circulación a nivel de suelo.

Fuente: Legislación y Normas sobre Seguridad y Salud en el trabajo, Generalitat Valenciana. RD 486/1997

Como regla general de iluminación, indeendientemente del tio de zona, cabe destacar que sedebe maximizar el arovecamiento de la radiación solar, se debe tratar de tener suerciestraslucidas/transarentes que ermitan arovecar la luz natural (aunque ay que considerar lasérdidas térmicas que este tio de cerramientos conlleva). En general ay que mantener limias

las suercies traslucidas/transarentes, ya que en mucas ocasiones estas suercies al tenerdifícil acceso no se limian y limitan la entrada de luz natural.



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Iluminación natural a través de lucernarios de cubierta. Cortesía de Kemmeric Ibérica.

Entre los requisitos que debe de cumlir un sistema de alumbrado están el buen rendimiento decolor ara otimizar las condiciones de trabajo, la alta eciencia luminosa ara aorrar energíay la vida útil de las lámaras.

En instalaciones industriales las más usadas son las lámaras de descarga, más ecientes quelas incandescentes. para su funcionamiento necesitan un equio auxiliar (balasto, cebador). Laslámaras de descargas mas usadas son: vaor de mercurio de alta resión, vaor de sodio dealta resión, alogenuros metálicos y uorescentes.



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Las principales características de las lámparas usadas en el sector son las siguientes:

Lámpara incandescente:

Coste bajo.

Muy baja eciencia.Conexión sin equios auxiliares.

Uso en alumbrado interior.

Lámara incandescente alógena:

Mejor ecacia lumínica que las incandescentes.

Vida útil mayor.

Mayor coste que las incandescentes.

Uso en alumbrado decorativo y alumbrado ara tareas esecícas.

Lámara uorescente comacta:

Alta eciencia.

Larga duración.

Es la sustituta de la lámara incandescente al tener el equioauxiliar integrado.

Uso en alumbrado interior.

Lámara uorescente tubular:

Eciencia elevada, más con balasto electrónico.

Larga duración.

Uso en alumbrado interior ara alturas menores de 6 metros.

Lámara de vaor de mercurio:

Alta eciencia luminosa y amlio rango de otencias.

Alta vida útil.

Alicaciónes que no requieren gran rendimiento de color.

Alto coste inicial.Indicadas ara alumbrar naves con alturas mayores de 6 metros.

Lámara de vaor de sodio de alta resión:

Alta eciencia luminosa. Son más eciente que las de mercurio.

Amlio rango de otencias.

Alta vida útil.

Mala reroducción cromática.

Alto coste inicial.

Indicadas ara alumbrar naves con alturas mayores de 6 metros.



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En la siguiente tabla se ueden ver ara los diferentes tios de fuentes, el ujo luminoso y suecacia ara unas determinadas otencias:

Tio de fuentePotencia Flujo Luminoso Ecacia luminosa

W Lm Lm/W

Lámpara incandescente

40 430 10,75

00 1.300 13,8

00 5.000 16,67

Lámpara Fluorescente compacta7 400 57,1

9 600 66,7

Lámpara Fluorescente tubular

0 1.030 51,5

40 2.600 65

65 4.100 6

Lámara vaor de Mercurio

50 13.500 54

400 23.000 57,5

700 42.000 60

Lámara Mercurio halogenado

50 18.000 7

400 24.000 67

00 80.000 80

Lámara vaor de Sodio alta

presión

50 25.000 00

400 47.000 8

1.000 120.000 0

Lámara vaor de Sodio bajapresión

55 8.000 145

5 22.500 67

80 33.000 80

princiales características de las lámaras.

Considerando los niveles de iluminación mínima en función de los distintos lugares de trabajo,se an diferenciado las siguientes zonas de iluminación:

-Iluminación de zonas de uso oco haitual:

Las zonas de uso oco abitual son lavabos, sótanos, trasteros, etc.

En este tipo de zonas se puede reducir el tiempo de uso de la iluminación empleando

temorizadores o detectores de resencia. Se uede reducir el consumo eléctrico, ya queúnicamente estarán encendidos cuando sea necesario, aagándose automáticamente cuandono aga falta.



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-Iluminación exterior:

Las necesidades lumínicas en el exterior de la emresa son diferentes a las de la zona interior,ya que en estas zonas generalmente no se realizan trabajos con una demanda de iluminaciónelevada.

para otimizar el consumo de energía en el exterior de la industria es conveniente el emleode lámaras de descarga de vaor de sodio de alta resión, ya que son las más ecientes y lalimitación del color no debe de ser un obstáculo como uede ser en el interior.

Como sistema de regulación del alumbrado exterior se puede utilizar:

Interrutores creusculares: Son células fotoeléctricas que detectan la cantidad de luznatural existente, activando el sistema cuando la luz natural baja de un determinado

valor umbral.

Interruptor astronómicos: Se programan electrónicamente los momentos de encendido

y aagado deendiendo de la éoca del año.

Balastros de doble nivel: Son elementos electrónicos a artir de los cuales se consiguetener dos regímenes de tensión ara las lámaras, teniendo un régimen reducido enlos eriodos de bajo tráco de ersonal y veículos.

Reductor de ujo: Estos elementos actúan sobre la tensión de alimentación de lainstalación, udiendo suministrar tensiones menores a las lámaras como en el caso

anterior.

-Iluminación interior:

La zona con mayores consumos en iluminación es la interior, ya que es el lugar donde se realizanlos trabajos con niveles de iluminación necesarios más elevados. En cada una de las zonasinteriores se deberá evaluar cuales son las necesidades reales de iluminación, en función del

tio de rocesos que se realicen (manuales, maquinaria, alta recisión, etc..). Los niveles mínimosrequeridos ara cada zona se ueden ver en la table de la ágina anterior.

Las medidas de aorro más comunes en función de la tecnología de iluminación instalada sonlas siguientes:

Las luminarias de descarga de Vaor de Mercurio Color Corregido, ueden sustituirse orluminarias de Vaor de Sodio Alta presión, que oseen una mayor ecacia luminosa ara unamisma otencia. El rincial inconveniente de esta tecnología es que, con resecto al índicede reroducción cromática de las lámaras de vaor de sodio de alta resión, oseen un

rendimiento bajo (I.R.C.=23) y una temeratura de color amarillo–dorada (T=2.250 K).



5

Alumbrado interior en nave industrial. Cortesía de Industrias Saludes.

Luminarias de tubos uorescentes equiadas con balastos electromagnéticos convencionales.

Una medida de aorro emleada abitualmente es la instalación de balastos electrónicos arael encendido y funcionamiento de tubos uorescentes con objeto de reducir icos de arranquey consumos en régimen estacionario.

En cuanto a lámaras incandescentes, en este tio de lámaras una gran arte de la energíaeléctrica absorbida se ierde en forma de calor, lo que da lugar a una eciencia luminosa muyreducida. Es or esto que se roone como medida de aorro energético la sustitución dedicas lámaras or lámaras uorescentes comactas.

En la tabla siguiente se ueden ver las equivalencias de iluminación entre lámaras incandescentesy de bajo consumo, así como los aorros en energía y emisiones de CO

.

Tabla de Equivalencias

Bombilla incandescente Lámara de bajo consumo Aorro en kW a lo largode su vida

Emisiones de CO

evitadas (kg)

40 W60 W75 W100 W150 W

9 W11 W

14 W - 15 W18 W - 20 W

32 W

2489480640944

198,4313,63845

755,2

Tabla de equivalencias de iluminación.



5

La energía consumida por una instalación de iluminación depende de la potencia instalada

del sistema de alumbrado (incluyendo la otencia del equio auxiliar) y las oras defuncionamiento

Ejemlo ráctico

Se disone en una emresa de unas luminarias de vaor de mercurio de color corregido,y se va a analizar el aorro anual que se consigue sustituyéndolas or unas luminarias demenor consumo energético y mismo ujo luminoso.

En una nave industrial se disonen de 82 luminarias de Vaor de mercurio de color corregidode 400 W; estas luminarias se encienden durante 8 oras al día, 5 días a la semana durante48 semanas al año.

La alternativa que se resenta es sustituir las lámaras de vaor de mercurio de colorcorregido de 400 W or lámaras de vaor de sodio de alta resión de 250 W; el ujoluminoso que se obtiene con estas lámaras es muy similar 23000 Lm y 25000 Lm (inclusoes suerior el de las lámaras de vaor de sodio).

El coste y los consumos de ambas ociones de iluminación se ueden ver en la siguientetabla:

LUMINARIApOTENCIA

(W)

pOTENCIA

(con equio

auxiliar)

hORAS

FUNC

(oras/dia)

hORAS

FUNC.

(oras/año)

Nº

LUMINARIAS

Potencia

instalada

(KW)

CONSUMO

ANUAL

(kW/año)

Precio

€Kw

CONSUMOpREVISTO

(€/año)

VMCC 400 417 8 90 8 32,8 65652,48 0,13 8534,8224

Vsap 50 6 8 90 8 20,5 41091,84 0,13 5341,9392

-Consumo sanitario de agua:

El agua de consumo sanitario es un elemento básico en las industrias. En todas ellas se debeminimizar su consumo. El aorro en el consumo de agua tiene dos efectos, uno es el aorrodirecto en la factura de agua y el otro es el aorro en el consumo energético de sistemassecundarios que interactúan con el agua.

Se uede reducir el consumo energético en calentar el agua, sustituyendo los grifos convencionalesor grifería ecológica. La rincial característica de la grifería ecológica es que comienza ademandar agua caliente a artir de la osición central, ya que or estética siemre se deja elmonomando en la osición central y se arranca a artir de esta osición, or lo que se demanda



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una cantidad de agua caliente que no se emlea, y la mayor arte de las ocasiones ara cuandollega el agua caliente ya se a concluido la oeración.

Otras medidas ecientes ara la reducción del consumo de agua son el emleo de:

Temorizadores en la grifería.

perlizadores.

Limitadores de caudal.

En mucos rocesos en los que interviene el agua se uede evitar el gasto de energía encalentar el agua emleando agua recalentada de otros rocesos de la industria (calderas,ornos, máquinas frigorícas, etc.), arovecando el exceso de calor de dicos rocesos.

-Energías renovales:

Las energías renovables se ueden introducir en cualquier emresa ara diversicar fuentesde energía, reducir costes energéticos y contribuir en la conservación del medio ambiente.princialmente las energías renovables a introducir or el tio de sector y or la buena situacióngeográca de Valencia en cuanto a radiación solar son las energías solar fotovoltaica y solartérmica, aunque también se deben de tener otras en cuenta: biomasa, geotermia.…

Para el desarrollo de estas tecnologías se disponen de ayudas de las distintas administraciones

úblicas a través de subvenciones úblicas, créditos a bajo interés o recios de comra de laenergía generada (régimen esecial).

Energía fotovoltaica:

Este tio de energía renovable se caracteriza or transformar la energía solar en energíaeléctrica. La radiación solar es catada en los aneles fotovoltaicos generando energía eléctrica

en forma de corriente continua. Esta corriente es convertida en alterna a través de un equiollamado inversor, y esta corriente alterna ya se uede consumir en los centros de trabajo o bien,verterse a la red eléctrica de distribución.

La integración de los sistemas debe realizarse en zonas libres de sombras y buena orientación

ara arovecar la radiación máxima. Las zonas mas usuales en la industria son las cubiertas,aunque se ueden integrar en facadas, érgolas del arking.…



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placas fotovoltaicas ubicadas en cubierta. Cortesía SGS.

-Energía solar térmica:

La energía solar térmica aroveca la radiación solar ara transferirla a un uido en forma decalor. Las alicaciones rinciales de la energía solar térmica en la industria del metal están ensistemas de baja temeratura en las que la temeratura de trabajo (o del uido a calentar) se

sitúa or debajo del unto de ebullición del agua (100 º C a resión atmosférica) o en sistemasde media temeratura en los que el roceso necesita temeraturas entre 100 y 400 ºC, comoen los que se requiere la generación de vaor.

El esquema de rinciio de una instalación solar térmica es el siguiente:

Esquema de una instalación solar térmica.



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Mediante la alicación de sistemas térmicos, se uede llegar a cubrir una arte considerable dela demanda industrial de calor.

La integración arquitectónica es similar a la solar fotovoltaica.

3.3.- Otimización de los rocesos roductivos.

En el sector metalmecánico existen un gran número de rocesos de fabricación, rocesosindustriales, subrocesos… or lo que a continuación se van a destacar los más relevantes, ymás imlantados en las industrias del sector en la Comunidad Valenciana.

Soldadura

Los rocesos de soldaduras son muy comunes en el sector metalmecánico. hay mucasinnovaciones recientes que acen la soldadura mas eciente energéticamente, incluyendo eluso de inversores en lugar de transformadores con recticadores; monitorización, controly comensación de las variaciones del arámetro de soldadura ara otimizar la otenciarequerida ara soldar.

por lo cual se debe evaluar la eciencia del sistema actual de soldadura emleado, y los disoniblesactualmente, evaluando el aorro energético conseguido y considerando la inversión a realizar/amortización.

Soldadura Mig. Cortesía de Kemmeric Ibérica.



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Hornos y calderas industriales.

Los ornos y calderas industriales se emlean en el sector metalmecánico en diversidad

de rocesos como: moldear, fundir, quemar, sinterizar, calcinado de diferentes iezas osustancias…

El emleo de aredes refractarias ayuda a reducir el consumo de energías en los ornos. Éstasson módulos porosos ubicados en los canales de combustión donde son calentados por los

gases calientes. El calor contenido en los módulos es irradiado de nuevo sobre el orno ocaldera. Emleando las aredes refractarias se ueden conseguir aorros reales de entre el 2 yel 5 %, y al mismo tiemo se mejora el funcionamiento del orno o de la caldera.

Un unto crítico en los ornos y calderas que debe analizarse es la entrada y salida de los

roductos a rocesar, ya que en mucos casos se ierde una gran cantidad de calor (energía)en las aerturas de estos equios. Se deben minimizar las aerturas de los ornos ara evitar ladisiación de calor or la lanta.

proceso de soldeo or untos. Cortesía de Kemmeric Ibérica.



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De un mismo modo se debe otimizar la temeratura de los ornos al roceso requerido, esdecir, no es necesario el mismo tiemo y temeratura de rocesado en un orno ara una ieza

de 20 centímetros, que ara una ieza de 2 metros. Al reducir el tiemo de ermanencia de laieza en el orno o reduciendo la temeratura, conseguiremos reducir la demanda energética.

El calor exulsado or los ornos y calderas industriales debe ser emleado en otros rocesossiemre que sea osible, estos rocesos ueden ser: agua caliente sanitaria, recalentamientode aire ara otros rocesos, etc.

horno de secado de iezas. Cortesía de Industrias Saludes



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procesado del metal

El coste de la energía en la industria del metal uede suoner asta un 6 % de la facturaciónanual de una emresa. En estos rocesos se ueden tomar una gran cantidad de medidas queermitirán reducir la demanda eléctrica, los costes de calentamiento.

para otimizar la eciencia energética en el rocesado de metal se ueden tomar las siguientesmedidas:

• Otimizar los rocesos; or ejemlo aagando las máquinas en eriodos de noroducción.

• Aislar las tuberías y ajustarlas ara revenir erdidas de calor.

• Reutilizar el calor exulsado de los ornos y calderas.

• Emlear ornos de frecuencia media ara rocesos de endurecimiento.

• Emlear rocesos de inducción ara el calentamiento de aceros.

prensa de estamación. Cortesía de Kemmeric Ibérica.



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Tratamientos superciales

En la industrial del metal, el tratamiento de suercie constituye uno de los rocesos másimortantes en la fabricación de iezas. Un tratamiento adecuado roorciona una rotecciónde la ieza ante la oxidación y corrosión y una gran durabilidad y resistencia. Entre estostratamientos tenemos: galvanizados, cromados, niquelados, inturas,..

pintura

El emleo de cabinas de intura automatizadas, aarte de evitar la exosición de losoerarios a disolvente orgánicos, minimizar el tiemo de ciclo y obtener una calidad enel acabado mejor, suone una reducción en los costes energéticos.

Cabina de intura. Cortesía de Industrias Saludes.

Galvanizado

En la industria de galvanizado se debe realizar una gestión sistemática de la energía.para lograrlo el recticador debe ser vericado, así como el calor erdido roducidoor los recticadores (esecialmente los recticadores antiguos de selenio), y los gasescalientes de la salida deben ser recuerados y utilizados. En este roceso es imortanteotimizar el aire de entrada y de salida.



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3.4 Gestión energética y mantenimiento.

Tener datos de consumos energéticos es la base ara efectuar cualquier análisis de rendimientoo de balances de otros tios de energías. El sistema de Gestión Energética roorcionainstrumentos ara oder realizar un seguimiento de la eciencia energética y el imactomedioambiental debido al roceso roductivo de la industria.

Actualmente, estos sistemas ya están normalizados en varios aíses euroeos, y en Esaña seueden certicar bajo la Norma UNE 216301. Se está desarrollando la Norma EN 16001 a niveleuroeo y la ISO 50001 a nivel mundial. Ambas tienen la misma estructura que la Norma ISO14000 y son integrables con otros sistemas de gestión.

El inicio del sistema se establece con la política energética, que tiene en cuenta tres factoresfundamentales:

1. Consumos energéticos

2. Criterios de rendimiento en el diseño e instalación de equios nuevos

3. Comras de energía

4. Energías renovables o alternativas

Actualmente, la tecnología ermite obtener datos de energías roducidas y consumidas a través

de contadores energéticos de calor, frío y electricidad.

Estos datos se llevan a un ordenador central que ermite acer un seguimiento detallado delas roducciones, los consumos y los rendimientos de los equios, de forma que se detectanráidamente desviaciones resecto a valores ótimos.

para oder llevar a cabo este objetivo es necesario disoner de un sistema informático formadoor una serie de equios (ardware) y rogramas (software) que reciban datos, los muestreen,

calculen indicadores, tendencias, evaluaciones energéticas y evaluaciones económicas.

Estos instrumentos ermiten evaluar los asectos energéticos y denir criterios ara obtenerlos asectos energéticos signicativos. A artir de estos datos se establecen los objetivos ymetas del sistema de gestión energética.

Los estudios euroeos de eciencia energética evalúan que la imlementación de sistemas deGestión Energética normalizados reercuta en un aorro energético entre el 3 y el 5%. Estos

estudios, evalúan además la imlementación del sistema de Gestión Energética normalizados enaorros económicos entre el 7 y 10%.

La diferencia entre el aorro energético y el económico es debido a que no todas las mejoras



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tienen una reercusión energética, ero si económica. Un ejemlo muy claro son las mejoras enlas facturas eléctricas ya que solo tienen un aorro económico.

El mantenimiento energético va encaminado a la reducción de érdidas energéticas en nuestrasinstalaciones, comarte nes con el mantenimiento reventivo en cuanto a la búsqueda del

rendimiento óptimo de las instalacionesDentro del mantenimiento de la industria, se deberá de vericar eriódicamente los siguientespuntos:

Limieza de las zonas de entrada de luz natural: lucernarios, cerramientos traslúcidosy ventanas.

Limieza de luminarias y ventanas.

Vericación y calibrado de los equios de control y mando: resostatos, electroválvulas,

termostatos...Detección de fugas en instalaciones de aire comrimido, agua y otros uidos.

Sustitución de ltros en equios de climatización y limieza de conductos.

Vericación de los aislamientos de las instalaciones térmicas calorifugadas ycerramientos.



6



6

MTD

(Mejores Técnicas Disonibles)

4



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4. MTD (Mejores Técnicas Disonibles).

para dar un enfoque integrado a la industria desde la Comisión de la Unión Euroea, se an

creado las MTDs (Mejores Técnicas Disonibles), que deberán de servir de referencia comúnara los estados miembros a la ora de establecer el objetivo tecnológico de alicación en lasdiferentes actividades. por lo tanto, se van a destacar las MTDs alicables a eciencia energéticaen el sector metalmecánico.

Con resecto a los rocesos de metales no férreos existen varias técnicas alicadas a larecueración de energía y calor, estas técnicas son alicadas durante la roducción y moldeo delos metales férreos. Se emlean calderas, intercambiadores de calor y quemadores recuerativosara recuerar este calor. puede generarse vaor o electricidad ara uso interno o externo,y los gases de roceso o de combustión ueden ser recalentados. Las rinciales técnicas

descritas como ejemlos son las siguientes:

-Los gases calientes durante la fundición o tostación de minerales de sulfuro se asan casisiemre a través de calderas generadoras de vaor. El vaor roducido uede utilizarse araroducir electricidad y/o ara requisitos de calefacción. Además de roducción de energía, elvaor se utiliza como vaor de roceso y en el secador de concentrados, y el calor residual seutiliza ara recalentar el aire de combustión.

-Otros rocesos irometalúrgicos son también altamente exotérmicos, articularmente cuandose utiliza aire de combustión enriquecido con oxígeno. Mucos rocesos utilizan el exceso de

calor roducido durante las etaas de fundición o conversión ara fundir las materias secundariassin el uso de combustible adicional.

proceso de fundición. Cortesía SGS.



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-El uso de aire enriquecido con oxígeno o de oxígeno en los quemadores reduce el consumo deenergía al ermitir la fundición autógena o la combustión comleta del material carbonoso. Losvolúmenes de gases residuales se reducen signicativamente, lo que ermite usar ventiladoresmás equeños, etc.

-El material de revestimiento del orno uede asimismo inuenciar el balance de energía de una

oeración de fundición. En este caso, se indica que los refractarios de bajo eso tienen un efectobenecioso al reducir la conductividad térmica y el almacenamiento en una instalación. Estefactor debe estar comensado or la durabilidad del revestimiento del orno y la inltración delmetal en el revestimiento, or lo que uede no ser alicable en todos los casos.

-El secado searado de los concentrados a temeraturas bajas reduce los requisitos energéticos.Esto es debido a la energía requerida ara suercalentar el vaor en una fundición y el aumentosignicativo en el volumen de gas global, que aumenta el tamaño de los ventiladores.

-El calor se recuera usando los gases calientes de etaas de fusión ara recalentar la carga

del orno. De modo similar, el combustible gas y el aire de combustión ueden recalentarse, ouede usarse un quemador de recueración en el orno. La ecacia térmica aumenta en todoslos casos. por ejemlo, casi todos los ornos de cuba ara fusión de cátodos/catarra de cobreson alimentados con gas natural, y el diseño ofrece una ecacia térmica del 58 al 60%, segúnel diámetro y la altura del orno. El consumo de gas es aroximadamente 330 kW/toneladade metal. La ecacia de un orno de cuba es elevada, rincialmente or el recalentamientode la carga dentro del orno. puede aber suciente calor residual en el gas de escae arasu recueración y reutilización ara calentar el aire de combustión y el gas. El esquema derecueración de calor requiere el desvío de los gases de la cimenea del orno a través de unintercambiador de calor de tamaño aroiado, un ventilador de transferencia y los consumos

corresondientes. El calor recuerado es aroximadamente de un 4 a un 6% del consumo decombustible del orno.

Emisiones atmosféricas. Cortesía SGS



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-El enfriamiento antes de una instalación de ltros de bolsa es una técnica imortante, ya queroorciona rotección térmica al ltro y ermite una más amlia elección del ltro. En ocasioneses osible recuerar calor en esta etaa. por ejemlo, en un esquema tíico utilizado or unorno de cuba ara fundir metal, los gases de la arte suerior del orno son conducidos alrimero de los intercambiadores de gas, que roduce aire de combustión recalentado ara elorno. La temeratura de los gases desués de este intercambiador de calor uede estar entre

200 y 400 ºC. El segundo intercambiador de calor reduce la temeratura de los gases a 130 ºCantes del ltro de la bolsa. Los intercambiadores de calor van normalmente seguidos or unciclón, que elimina las artículas de mayor tamaño y actúa como arresta-cisas.

-El monóxido de carbono roducido en un orno eléctrico o un alto orno se recoge y sequema como combustible mediante distintos rocesos o ara roducir vaor u otra energía.pueden roducirse cantidades signicativas de este gas, y existen ejemlos en los que un granorcentaje de la energía utilizada or la instalación es roducida a artir del CO recogido de unainstalación de orno de arco eléctrico. En otros casos, el CO formado en un orno eléctrico sequema en el orno y roorciona arte del calor requerido ara el roceso de fusión.

-La recirculación de gas residual contaminado a través de un quemador de combustibleoxicatilénico a roducido considerables aorros de energía. El quemador recuera el calorresidual del gas, aroveca el contenido energético de los contaminantes y los elimina. Esteroceso uede reducir así mismo los óxidos de nitrógeno.

-El uso del contenido caloríco de los gases de roceso o del vaor ara elevar la temeraturade las soluciones de lixiviación se ractica con frecuencia. En algunos casos, una arte del caudalde gas uede desviarse a un lavador ara recuerar calor al agua, que luego se utiliza aralixiviación. El gas enfriado es devuelto luego al ujo rincial ara su ulterior eliminación.

-Durante la fundición de catarra electrónica o catarra de baterías en reciientes metalúrgicos,

el contenido calórico del lástico se utiliza ara fundir el contenido metálico y otros comonentesadicionales de catarra o de formación de escoria.

En los ornos de recalentar y de tratamiento térmico, se recomienda considerar los siguientesarámetros que inuyen en el consumo de energía de los ornos:

-El diseño del orno.

-Rendimiento y turnos.

-La longitud diseñada de zona de recueración en el orno.

-El diseño de los quemadores.

-El uso de recueradores o de un sistema de regeneración.

-La caacidad de roducción del orno.

-La disosición de las zonas de calentamiento.

-La temeratura de carga del material.

-La temeratura de calentamiento y de la carga.-La recisión de la regulación térmica.

-El grado de aislamiento del orno.



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En lo que resecta a buenas rácticas de eciencia energética a nivel general, existe un documento“Best Available Tecniques for Energy Efciency”, en el que se resentan las técnicas de aorropara los siguientes sistemas:

-Combustión.

-Sistemas de vaor.

-Recueraciones de calor y frío.

-Cogeneración.

-Suministro de energía eléctrica.

-Motores eléctricos.

-Sistemas de comresión de aire.

-Sistemas de bombas.

-Calor, ventilación y aire acondicionado.

-Iluminación.

-Secado.

En este aartado se an destacado algunas de las MTDs alicables al sector metalmecánicorelacionadas con la eciencia energética, si se desea rofundizar al resecto se uede consultarla ágina Web del Ministerio de Medioambiente.



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preguntas frecuentes5



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5. preguntas frecuentes

¿Qué es una auditoria energética?

Consiste en realizar un análisis de la situación de la empresa para conocer el modo de

exlotación, demanda energética, estado y funcionamiento de las instalaciones y evaluar losconsumos energéticos junto a sus costes de exlotación, ara oder rooner mejoras entodos los asectos que sea osible.

En resumen, conocer dónde, cómo y ara qué se utiliza la energía en una emresa y tratar deotimizar su utilización.

¿Qué benecios tiene hacer una auditoria energética, y cuanto podréahorrar?

En las auditorías se evalúan las instalaciones y rocesos energéticos, y se roonen diversasmedidas de aorro energético y económico, estas medidas no siemre tienen que signicar undesembolso or arte de la emresa, y se dividen en:

-Mejoras sin inversión.-Mejoras con inversión.

En cada una de las mejoras con inversión se calcula el tiemo de retorno de la inversión arealizar.

¿Qué tengo que analizar en mi emresa?

Se deberán analizar los rinciales focos de consumo de energía, así como recoilar el máximode información que se disonga de los consumos, otencias, imortes agados, etc. paraosteriormente oder tomar medidas con el máximo de información disonible.

En el aartado 3 –Metodología de evaluación- se ueden ver los rinciales untos a analizar.

¿Cómo identico los principales focos consumidores de energía?

Se debe realizar un inventario de todos los equios que consumen energía. De todos estos



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equios se realiza una medición en cada equio ara comrobar el consumo que realiza duranteel ciclo de funcionamiento, y una vez se obtiene esa medida se calcula su consumo anual.Así se odrán tomar mediadas sobre los equios siendo conocedores de los consumosenergéticos de cada uno, ya que algunos de ellos tienen consumos untuales muy elevados, eroa lo largo del año este consumo es muy equeño.

¿Qué tengo que mirar en mi factura eléctrica/contrato?

Los rinciales untos de la factura eléctrica en los que se uede incidir son el término deotencia y el consumo de energía reactiva.

Una incorrecta elección de la otencia contratada, uede suoner un recargo or exceso deotencia considerable, y en el caso de una otencia contratada muy elevada uede signicarestar agando or una otencia muy suerior a la realmente demanda or nuestra instalación.

En cuanto al consumo de energía reactiva, este será facturado en función del factor de otencia

de la instalación. Conocer este factor de otencia (cos ϕ) e implantar las medidas correctorasnecesarias, como uede ser la instalación de una batería de condensadores, uede aorrar unaarte imortante de la factura eléctrica.

¿Cómo sé si la iluminación en mi emresa es la más adecuada?

Se debe calcular el consumo eléctrico que se da debido a la iluminación existente, y al mismotiemo calcular el consumo que se tendría en la emresa si se sustituyeran las luminarias orotras con menores consumos eléctricos.

En función del aorro alcanzado se valorará si es necesario realizar la sustitución inmediata de lasluminarias, o una sustitución aulatina de las mismas en el momento que aya que cambiarlas.

El horario que se alica en los contratos eléctricos, ¿a qué franjas horariascorresonde?

Las diferentes franjas orarias que se ueden encontrar en una factura eléctrica, son lascorresondientes a la tarifa de acceso que se tenga contratada con la emresa distribuidora.En dicas facturas se debe indicar que tarifa de acceso se alica en el contrato de suministroeléctrico.

Dentro de estas tarifas, odemos encontrar distribuciones orarias con un único eriodo, dos,tres o seis eriodos, en función de la otencia contratada y de si el suministro se realiza en baja

o alta tensión.



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A modo de ejemlo, en la siguiente gura se uede ver como se distribuyen los tres diferenteseriodos ara una tarifa de acceso en alta tensión 3.1A:

Distribución de eriodos tarifa de acceso 3.1A.

¿Qué energías renovales uedo introducir en mi emresa?

Las energías renovables se ueden introducir en cualquier emresa ara diversicar fuentes

de energía, reducir costes energéticos y contribuir con la conservación del medio ambiente.princialmente las energías renovables a introducir or el tio de sector y or la buena situacióngeográca de Valencia en cuanto a radiación solar son las energías solar fotovoltaica y solartérmica, aunque también se deben de tener otras en cuenta: biomasa, geotermia,…

¿Cuándo deemos ensar en realizar una auditoria energética?:

Si creemos que en un determinado lugar:

• No se conoce el maa energético, niveles de demanda, consumos energéticos y suscorresondientes costes de exlotación.

• Se emlean equios/instalaciones oco ecientes.

• Se lleva a cabo un escaso mantenimiento en los equios.

• Se roducen érdidas de calor o de frío or un aislamiento deciente.

• hay un desconocimiento de los ábitos adecuados de consumo.



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Deniciones6



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6. Deniciones

Arrancador: Disositivo ara cebar una lámara de descarga sin recaldeo de los

electrodos.balasto: es un elemento de las lámaras que se emlea ara mantener un ujo de corrienteestable.

boma: Disositivo emleado ara elevar la resión de un líquido, abitualmente agua, eimulsarlo en una dirección determinada.

boma de calor: es una máquina térmica de ciclo cerrado que ermite transferir energía enforma de calor de un foco a otro.

Calor latente: es la energía absorbida or las sustancias al cambiar de estado, de sólido alíquido, o de líquido a gaseoso.

Ceador: Disositivo que suministra un breve ico de tensión entre los electrodos de unalámara, ara iniciar la descarga y vencer así la resistencia inicial del gas al aso de la corrienteeléctrica.

Desarrollo Sostenile: Arovecamiento de los recursos que satisface las necesidadesactuales protegiendo el medio ambiente sin poner en peligro la capacidad de las generaciones

futuras de satisfacer las suyas.Factor de otencia: el factor de otencia es la relación entre la otencia activa y la otenciaaarente, que es coincidente con el coseno del ángulo entre la tensión y la corriente cuando laforma de onda es sinusoidal ura.

f.d..= cos ϕ= p/ S

Gas natural: Es una fuente de energía comuesta or una mezcla de gases su comosiciónvaría en función del yacimiento del que se extrae; está comuesto rincialmente or metanoen cantidades que comúnmente ueden suerar el 90 ó 95% y suele contener otros gases

como nitrógeno, CO, hS, elio y mercatanos.Lámara de descarga: Lámara en la que la luz se roduce or una descarga eléctrica através de un gas, un vaor metálico o una mezcla de varios gases y vaores.



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Lámpara uorescente: Lámara de descarga de mercurio a baja resión en la que la mayorarte de la luz es emitida or una o varias caas de sustancias luminiscentes excitadas or laradiación ultravioleta de la descarga.

Lámara de halogenuros metálicos: Lámara de descarga de alta intensidad en la que lamayor arte de la luz se roduce or la radiación de una mezcla de vaor metálico y roductos

de disociación de alogenuros.Lámara de vaor de mercurio de alta resión: Lámara de descarga de alta intensidad en laque la mayor arte de la luz se roduce, directa o indirectamente, or radiación del vaor demercurio a una resión suerior a 100 kiloascales.

Lámara de vaor de sodio de alta resión: Lámpara de descarga de alta intensidad

en la que la mayor arte de la luz se roduce or la radiación del vaor de sodio trabajando auna resión arcial del orden de 10 kiloascales.

Intercamiador de calor: es un disositivo diseñado ara transferir calor de un uido a

otro, estos ueden estar en contacto directo o searados mediante una barrera.

periodo de retorno: Es el tiemo que se tarda en rentabilizar la inversión realizada, es larelación entre la inversión y el aorro obtenido.

Rendimiento: Es la relación entre la energía útil y la energía consumida en un roceso, motor,etc. Suele exresarse en tanto or ciento.

Variador de frecuencia: aarato automatizado de control ara oder controlar la velocidaden los motores asincrónicos.



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Bibliografía7



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7. Bibliograa

- Solar energy Strategies for develoing countries. Eurosum conference. Freiburg 18-19 Set

1996.

- La energía en Esaña 2007. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.

- Consumo de energía or sectores. Instituto Nacional de Estadística. Disonible en www.ine.es

- Consumo de energía or Comunidades Autónomas. Instituto Nacional de Estadística. Disonibleen www.ine.es

- Guía ráctica de la energía, consumo eciente y resonsable. Instituto ara la Investigación yAorro de la Energía (IDAE), 2ª edición.

- Análisis estructural del sector metal de la Comunidad Valenciana. Editado or FEMEVAL.

- Informe coyuntural del sector metalmecánico, rimer trimestre 2009. Editado or FEMEVAL.

- Guía técnica de eciencia energética en iluminación ocinas, 2001. publicaciones técnicas IDAE.

- Energy efciency oortunities are available for food rocessing and metal fabrication facilities.Universidad de Minesota. Disonible en www.mnta.umn.edu

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- Libro verde sobre la eciencia energética o cómo acer más con menos. Junio 2009. Comisiónde las comunidades euroeas.



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Direcciones web deinterés relacionadas conla energía

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10. Direcciones web de interésrelacionadas con la energía

tt://www.idae.es Instituto ara la diversicación y aorro de la energía.

tt://www.aven.es Agencia Valenciana de la energía.

tt://www.mytc.e Ministerio de Ciencia y Tecnología.tt://www.cne.es Comisión nacional de la energía.

tt://www.energuia.com Guía de la energía.

tt://www.greeneace.com Greeneace.

tt://www.femeval.es Federación Emresarial Metalúrgica Valenciana.

tt://www.iberdrola.es Iberdrola.

tt://www.ree.es/ Red Eléctrica Esañola.

tt://www.gasnatural.es/ Gas natural.tt://www.endesa.es Endesa.



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Documents

Guia de Eficiencia Energética en el sector del metal