El aire comprimido puede representar el 40% del desperdicio eléctrico en el sector industrial debido a las fugas. Hasta ahora, la localización de fugas en sistemas de aire comprimido, gas y vacío ha sido una tarea larga y tediosa. En concreto, para las empresas de alimentación y bebidas, el aire comprimido es considerado el «cuarto suministro» limpio y accesible, después del agua, la electricidad y el gas natural. Este problema genera costes energéticos y económicos. Una empresa dedicada al tueste de café buscó tecnologías más eficientes y sostenibles y halló la solución con las cámaras acústicas industriales. En este caso, Fluke aportó sus instrumentos de medida, demostrando que la detección de fugas de aire comprimido mediante cámaras acústicas suponía un ahorro energético del 10% para la tostadora de café.
El Área de Productos del grupo industrial Imaging Group de Fluke Corporation, con el español Javier Irazola a la cabeza, dirigió el reciente lanzamiento de las cámaras acústicas Fluke que han sido utilizadas para detectar las fugas de aire comprimido en la empresa tostadora de café.
Cómo afectan las fugas a la eficiencia energética
En la industria de alimentación y bebidas, el aire comprimido se utiliza en herramientas neumáticas o sistemas de bombeo de líquidos empleados en la cadena de producción. La importancia del aire comprimido es tal, que de ello depende la calidad y la seguridad alimentaria de productos como aperitivos, frutas y verduras, cervezas o, como el caso que nos ocupa, café.
Las fugas de aire en cualquier punto de la cadena pueden ralentizar la producción, afectar a la calidad del producto, crear problemas de seguridad o de contaminación o se pueden dar los cuatro casos, perjudicando al resultado final.
Pero uno de los principales problemas es el derroche energético. Las fugas representan el 40% del desperdicio de electricidad que se generan en las cadenas de producción. Una sola fuga de 3 mm ocasiona hasta 6.000 euros al año.
Entre los factores asociados a las fugas de aire que afectan de forma negativa a la rentabilidad de los negocios, se cuenta el alto consumo energético que se puede generar por el ineficiente funcionamiento del equipamiento, lo que afecta a la huella de carbono de una empresa y le impide cumplir con los objetivos medioambientales o de sostenibilidad.
Además, las fugas obligan a paralizar la actividad de la fábrica, creando situaciones de sucesivas paradas y arranques de la maquinaria. La constante puesta en marcha de la línea de producción necesita una gran cantidad de energía. Según explica Fluke, un solo minuto de inactividad imprevista cuesta a la empresa una media de 200 dólares (alrededor de 182 euros).
Todo lo descrito hasta el momento resume de forma muy somera cómo funcionan los sistemas de aire comprimido en las cadenas de producción y cómo pueden afectar a la rentabilidad y a la eficiencia energética de las empresas de alimentación y bebidas.
Aplicación en empresa tostadora de café
En la empresa tostadora de café, se utilizó una cámara acústica durante una prueba piloto para identificar y etiquetar fácilmente hasta 52 fugas de aire, incluidas las fugas que se encontraban en zonas de difícil acceso.
Los ingenieros de proyectos de la empresa de tostado de café participaron en un estudio piloto con tecnología de cámaras acústicas en una instalación en la que las condiciones tienden a generar muchas fugas. La prueba demostró que la empresa podría ahorrar más de un 10% al año en consumo de energía con el nuevo dispositivo de detección de fugas.
La planta de 28.000 metros cuadrados alberga una zona de tostado y envasado de café, una zona de procesamiento en húmedo del café y una zona de mezclado y envasado de té. Todas las operaciones requieren una presión de aire adecuada para completar de forma eficaz los procesos; los métodos tradicionales de detección de fugas no pudieron estar a la altura.
En un día normal, las instalaciones utilizan de 1.700 a 2.700 metros cúbicos por hora de aire comprimido. El sistema de aire comprimido de la empresa, que consta de cinco compresores de aire con un total de 585 CV, activa la automatización y los tubos utilizados para alimentar el sistema de generación de nitrógeno de la operación. El nitrógeno se utiliza para mejorar la calidad del café. Además, este gas inerte se utiliza para mezclar el té.
El equipo de ingenieros identificó un posible ahorro de energía del 10% gracias a la cámara acústica, aspecto que va en línea con el objetivo de mejorar la sostenibilidad de la empresa. El nuevo enfoque también mostró cómo el equipo podría simplificar el proceso de detección de fugas de aire, lo que permitió a los ingenieros de proyectos hacer que el personal siguiera trabajando en los productos en lugar de detenerse durante largos períodos para detectar y reparar las fugas de aire.
Cámara acústica de Fluke
Pero de todo ello, se puede decir que el primer paso para controlar el procesamiento y los costes es encontrar fugas de aire en su punto de origen. Los métodos de detección tradicionales pueden reducir el número de fugas pero no eliminarlas. Ninguno de estos métodos es infalible y la mayoría requiere periodos de inactividad, generando pérdidas de tiempo y dinero.
Estos problemas se pueden evitar utilizando las cámaras acústicas, ya que son capaces de detectar las fugas en tiempo real, poniéndoles solución en poco tiempo.
La cámara acústica presentada por Fluke Corporation permite a los usuarios localizar y ver fugas de aire en una pantalla LED en tiempo real con un proceso de apuntar y disparar sin necesitar la ayuda de un técnico especializado. La mayoría de los usuarios pueden ponerse al día en unos diez minutos.
Esta herramienta escanea zonas de hasta 50 metros bajo condiciones industriales normales. Los técnicos también pueden trabajar rápidamente desde una distancia segura mientras el equipo está en funcionamiento. Además, el dispositivo ayuda a localizar fugas en zonas de difícil acceso o distinguir entre varias fugas dentro de la misma zona.
La cámara acústica industrial portátil incorpora una matriz de micrófonos ultrasensibles que detectan sonidos tanto dentro del rango del oído humano como en los rangos ultrasónicos para el sonido y después los presentan de forma visual. A continuación, el dispositivo aplica algoritmos exclusivos a los resultados y genera de forma instantánea un mapa visual de la fuga en la pantalla. La imagen de la fuga se superpone sobre una imagen de luz visible de la zona para que los operadores puedan localizar rápidamente la ubicación de la fuga.
También se puede utilizar para verificar que las reparaciones se han realizado correctamente. Si hay alguna duda, las capturas de fotos o vídeos en directo se pueden compartir e investigar con los compañeros. Las imágenes capturadas eliminan la necesidad de subir escaleras o marcar la fuga con frágiles etiquetas físicas.