Eficiencia energética en el sector textil: Principales oportunidades de ahorro
Los antecedentes
El consumo de energía a nivel mundial ha venido repuntando tras haber sufrido una reducción del 4.5% durante la pandemia del Covid-19 en 2020.
A medida que esta recuperación se ha venido dando, los impactos al medio ambiente se han disparado en porcentajes cada vez mayores.
Esta situación no es ajena a la Industria Textil, permanentemente el punto de mira de la sostenibilidad y con una presión creciente en el costo de los energéticos.
La solución
Una solución para enfrentar esta problemática y reducir los impactos ambientales asociados a la quema de combustibles de origen fósil, es la descarbonización mediante la aplicación de la eficiencia energética y el uso de las energías renovables. Primero eficiencia energética, después renovables.
Dada la antigüedad promedio de las instalaciones de fabricación textil y sus altos requerimientos de energía, este sector tiene un interesante potencial para reducir significativamente sus emisiones de carbono.
¿Qué elementos debe abarcar la auditoría ambiental?
La auditoría ambiental debe contener como mínimo los siguientes elementos:
Formas de energía utilizadas
Generalmente las empresas de este ramo industrial usan en sus procesos tres fuentes de energía: Gas, Electricidad, y combustóleo. Adicionalmente consumen una cantidad significativa de agua.
El análisis de consumos es uno de los primeros pasos de un diagnóstico energético.
Diagrama de proceso
Nos permite entender y analizar los flujos de la energía de los procesos de producción y evaluar su desempeño energético.
Las empresas textiles tienen procesos similares, esto se ejemplifica de manera general en el diagrama de bloques siguiente.
El principal objetivo de la auditoría debe ser la identificación de oportunidades para la reducción de la intensidad energética y del agua, lo que conlleva a una disminución de emisiones de GEI.
fig. 1. Ejemplo de diagrama de proceso de tela de mezclilla.
Facturación de energéticos
El análisis de los datos históricos tanto de la facturación eléctrica como de los combustibles utilizados, tiene como objetivo realizar la gestión de estos energéticos y el ahorro en gastos relacionados con su consumo.
Como mínimo se debe realizar el análisis de los últimos 12 meses y preferiblemente 24 meses para detectar patrones de comportamiento.
Distribución de consumos energéticos
Estos deben presentarse en GJ/mes, su representación gráfica le permite a la empresa conocer en qué porcentajes se usa la energía térmica (generación de vapor y agua caliente) y eléctrica en sus instalaciones para la elaboración de sus productos.
fig. 2. Ejemplo de distribución de consumos.
La distribución de consumos puede variar entre las distintas industrias textiles pero a mayor integración del proceso, desde la fibra hasta la tela o prenda, en general más importancia tiene la energía térmica.
Indicadores de desempeño
Sirven para medir el desempeño energético de las empresas y normalmente se expresan en forma de ratios para describir consumos normalizados de energía o agua.
Se recomienda analizar de manera exhaustiva la idoneidad de los siguientes ratios.
Ratio | Unidad |
Energía Total | MJ/yardas de producto o unidades de producción. |
Energía Térmica | MMBTU combustible/yardas de producto o unidades de producción |
Energía Eléctrica | kWh/yardas de producto o unidades de producción |
Agua | m3/yardas de producto o unidades de producción |
Emisiones CO2 | tCO2/yardas de producto o unidades de producción. |
Usos de la Energía
Una de las principales actividades de un diagnóstico energético es la identificación de los usos significativos de energía.
Los usos significativos de energía, según se define en la norma ISO 50001 son aquellos usos de energía donde se emplea la mayor cantidad de energía o dónde se pueden encontrar las principales oportunidades de ahorro.
fig. 3. Ejemplo de usos significativos de energía eléctrica en una industria textil
En general, en la industria textil podemos encontrar los siguientes usos significativos de energía.
En la parte térmica encontramos la producción de vapor como paso intermedio entre el consumo energético y el uso. Este vapor se usa principalmente en los procesos de teñido, sanforizado y engomado, aunque el uso está muy distribuido por toda la planta.
En cuanto al uso de la energía eléctrica podemos encontrar:
Aire comprimido: Es el principal consumidor de energía en la industria textil, su uso se ha venido incrementando debido a la modernidad en los procesos de producción.
Aunque se están implementando nuevas tecnologías, con menor necesidad de aire comprimido todavía es utilizado en gran parte de las máquinas, tanto para para las operaciones como para la automatización y control.
Motriz: Los motores eléctricos son el segundo uso con mayor consumo de energía en el sector textil, son empleados para desplazamiento mecánico o acción de fuerza.
Humidificación: La industria textil necesita generalmente de condiciones de humedad elevadas para poder operar correctamente lo que hace necesario la presencia de salas de humidificación. Es el tercer mayor consumidor de energía en la industria textil y juega un papel muy importante en los procesos de manufactura como es el urdido, pegado y tejido donde mantener las condiciones de temperatura y humedad del aire es vital por la sensibilidad de los materiales utilizados. Normalmente se separa de la fuerza motriz por tener condiciones de operación específicas.
Planta de Tratamiento de Agua (PTAR): El tratamiento de aguas residuales es algo crítico para muchas industrias textiles y sin duda un gran consumidor de energía. En una planta de tratamiento, la energía destinada a los tanques de aireación para la eliminación de materia orgánica es el mayor consumidor de energía y uno de los más significativos de la industria.
Iluminación: Es un factor clave para aumentar la seguridad y comodidad de los empleados, podría decirse que es una de las materias primas más cruciales de la industria textil. Es el quinto mayor consumidor energético.
Calderas (Térmico): La aplicación de vapor generado en calderas industriales es muy amplia en el sector textil, es usado en los procesos de teñido, sanforizado, engomado, planchado de telas entre otros.
Otros equipos consumidores: se refiere a equipos utilizados en oficinas, herramientas, dispositivos electrónicos, etc.
¿Qué medidas pueden instrumentarse?
A partir de la inspección de las diferentes áreas y procesos de su empresa, se le sugiere valorar la instrumentación de las siguientes áreas de oportunidad consideradas como base para gestionar y reducir el consumo de energía.
1. Aire comprimido.
● Optimizar el uso del aire comprimido (sistemas descentralizados).
● Modernizar la red de distribución de aire con tubería de aluminio y con diseño de anillo cerrado para estabilizar la presión del aire.
● Instalar controles de flujo y presión.
● Adquirir compresores eficientes.
● Aprovechar el agua de condensación de los compresores de aire.
● Aplicar planes de gestión y reparación de fugas de aire comprimido.
● Regulación de tomas de aire comprimido para usos de limpieza.
● Instalar tanques acumuladores de aire para pequeños usuarios.
2. Motores eléctricos
● Sustituir motores estándar por motores de eficiencia Premium.
● Instalar variadores de frecuencia en motores de torres de enfriamiento, equipos de bombeo, etc.
3. Salas de humidificación.
● Sustitución de álabes por materiales ligeros.
● Modernizar los sistemas para control de humedad y temperatura en salones de proceso.
● Contar con variadores de velocidad en bombas y ventiladores.
4. Energías renovables
● Energía solar térmica de Concentración. La industria textil suele ser una gran oportunidad para la energía solar térmica generando ahorros y reduciendo las emisiones.
● Instalar Plantas Solares Fotovoltaicas. Al igual que la térmica la solar fotovoltaica puede ser una excelente opción para el ahorro en costes y la reducción de emisiones.
5. Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales.
● Optimización energética de plantas de tratamiento de agua.
● Sustitución de aireadores por alta eficiencia.
● Automatización de la planta con variadores de frecuencia en los sopladores y sonda de oxígeno disuelto.
6. Gestión de la energía
● Instrumentar Sistemas de Gestión de la Energía (SGEn)
● Instrumentar Sistemas para monitoreo de la energía.
7. Iluminación
● Sustituir iluminación convencional por iluminación eficiente.
● Instalar sistemas para control de iluminación: sensores de presencia y movimiento, fotoceldas, timers, dimers.
8. Calderas
● Instrumentar programas de mantenimiento de piernas colectoras y trampas de vapor.
● Realizar periódicamente análisis de gases de combustión para controlar la relación aire/combustible.
● Reducir la presión de vapor a la mínima requerida por el proceso productivo.
● Reparar fugas de vapor en válvulas y empalmes de líneas de distribución.
● Instalar aislamiento térmico en tuberías de distribución de vapor.
● Aislar las tuberías de retorno de condensado.
● Instalar economizadores para recuperar calor de los gases de combustión.
La identificación de medidas es particular para cada empresa y estas son determinadas con la experiencia del auditor y la colaboración de la empresa.
¿Qué beneficios se pueden alcanzar?
La contratación de una Auditoría Ambiental para su empresa y la instrumentación de oportunidades de ahorro como las ya mencionadas son clave para ahorrar energía.
La edad media de las instalaciones de la industria textil suele ser elevada lo que en ocasiones están relacionados con mayores oportunidades de ahorro. En recientes estudios hemos encontrado oportunidades de ahorro superiores al 30% con periodos de recuperación inferiores a siete años.
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