El sector de la cerámica en España, conocido por su alta intensidad en el consumo de gas, se enfrenta a un desafío constante: la necesidad de reducir su impacto ambiental mientras mejora su competitividad.
En respuesta a esta necesidad, en este artículo nos adentraremos una serie de medidas de eficiencia energética diseñadas específicamente para este sector. Estas iniciativas no solo buscan optimizar el consumo de energía y reducir las emisiones de CO2, sino que también permiten a las empresas obtener Certificados de Eficiencia Energética (CAE).
El CAE es un reconocimiento oficial que acredita el ahorro energético industrial anual alcanzado por una empresa. Este certificado no solo demuestra el compromiso con la sostenibilidad y la eficiencia en el uso de recursos energéticos, sino que además tiene un valor económico significativo. Los CAE pueden ser vendidos a empresas comercializadoras de energía para que estas cumplan con sus obligaciones de ahorro energético industrial, generando así una fuente adicional de ingresos para las empresas cerámicas.
A continuación exploraremos las principales medidas adoptables y los beneficios que conllevan, destacando cómo estas acciones pueden impulsar la innovación y la responsabilidad ambiental en la industria cerámica.
Para comenzar se podrían implementar actuaciones generales de ahorro energético industrial, como la transición a luminarias tipo LED, la sustitución o reemplazo del compresor de aire por uno más eficiente, la sustitución de motores antiguos por motores eléctricos eficientes, cambio de caldera, entre otras actuaciones que se pueden aplicar a cualquier industria productiva.
Fijándonos ya específicamente en el sector tendríamos:
Esta medida de eficiencia energética consiste en incrementar la densidad de la suspensión cerámica, lo que implica una reducción significativa del contenido de agua antes del secado. Este proceso se lleva a cabo mediante la adición de defloculantes, que son aditivos especiales que facilitan la separación de las partículas de la suspensión, incrementando la fuerza de repulsión entre ellas y aumentando la viscosidad y tixotropía de la suspensión.
Al reducir la cantidad de agua que debe evaporarse durante el secado, se disminuye considerablemente la energía necesaria para este proceso. Los porcentajes de ahorro energético son notables, alcanzando hasta un 48.7% de ahorro energético anual al aumentar el contenido en sólidos del 58% al 72%. Además, la mayor densidad de la suspensión permite procesar más material en el mismo período de tiempo, incrementando así la producción de la instalación sin necesidad de aumentar los recursos.
Esta actuación requiere de una inversión inicial que dependiendo de la planta podría parecer elevada pero el ahorro de energía final que genera puede llegar a otorgar una cantidad significativa de CAE que podría financiar la totalidad de la inversión. No olvidemos que además de este beneficio económico tenemos la mejora de la productividad, la reducción de los costes energéticos y un mayor compromiso de la empresa con la sostenibilidad y el ahorro energético industrial.
La energía de los gases calientes de secado se determina por el caudal de gases y su temperatura. Aumentar la temperatura de los gases de entrada al atomizador permite reducir su caudal mientras se mantiene constante el aporte energético al secadero. Esta reducción del caudal resulta en menores pérdidas de energía a través de la chimenea, aumentando así el rendimiento del atomizador.
El ahorro energético puede ser significativo, alcanzando hasta un 19.2% al reducir el caudal de gases de secado en un 20%.
La totalidad de la inversión necesaria para la implementación de esta medida puede ser cubierta con la generación de CAE que esta puede llegar a suponer, gracias a los grandes ahorros que conlleva.
El incremento de la temperatura de la suspensión cerámica implica elevar la energía contenida en la barbotina antes de su entrada al atomizador. La energía total aportada a un atomizador proviene tanto de los gases calientes como de la suspensión a secar. Cuanta más energía contenga la suspensión, menor será el aporte necesario de los gases calientes.
Al aumentar la temperatura de la suspensión, se reduce la energía necesaria de los gases calientes para el secado, lo cual disminuye el consumo energético total de la instalación. Mantener la temperatura de la barbotina a niveles más altos permite optimizar el rendimiento del atomizador, haciendo el proceso de secado más eficiente. Los porcentajes de ahorro energético pueden alcanzar hasta un 2.50% al incrementar la temperatura de la barbotina en 15 ºC.
Esta actuación no implica una inversión demasiado grande pero al mismo tiempo tampoco conlleva grandes ahorros por lo que los CAE que generaría solo cubrirían una parte de ella.
El secado por atomización es una etapa que requiere un gran aporte de energía térmica. Tradicionalmente, los gases calientes necesarios para este proceso provienen de un quemador de gas natural que eleva la temperatura del aire ambiente hasta los niveles requeridos. La nueva medida consiste en recuperar los gases calientes procedentes de otras partes del proceso de producción, como las chimeneas de los hornos, para utilizarlos en el atomizador. Estos gases, con un contenido en oxígeno superior al 16%, sustituyen total o parcialmente al aire ambiente empleado como comburente, permitiendo un considerable ahorro de combustible.
La recuperación de calor reduce la necesidad de energía térmica de fuentes adicionales. Cuanto mayor sea la diferencia de temperatura entre el aire ambiente y los gases recuperados, mayor será el ahorro energético industrial. Por ejemplo, recuperar gases a 300 ºC en un atomizador que trabaja a 450 ºC puede generar un ahorro significativo, llegando a generar un ahorro anual de hasta 65,1%. El uso de gases de escape calientes aumenta la eficiencia del atomizador, permitiendo un secado más rápido y eficaz.
Los ahorros energéticos generados por esta actuación pueden ser tan significativos que pueden llegar a cubrir la totalidad de la inversión requerida.
La reducción del espesor de las baldosas implica disminuir la cantidad de material necesario para producir el mismo volumen de producto final. Esta medida se puede aplicar sin afectar las propiedades mecánicas de las baldosas gracias a avances en la composición y en las técnicas de fabricación.
Al necesitar menos material para producir las baldosas, se reduce la energía necesaria en la preparación de las materias primas y en el atomizador. Con una masa menor por metro cuadrado, los tiempos de secado se acortan, lo que reduce el consumo de energía en esta etapa, también se acorta el tiempo de cocido y la energía utilizada por el horno.
Dependiendo de la reducción del espesor que se lleve a cabo, se pueden lograr ahorros anuales de energía final de hasta un 18%. Ajustar las líneas de producción y asegurarse que las nuevas baldosas de menor espesor mantengan la calidad requerida no requiere una inversión muy alta y con la generación de CAE que puede aportar esta actuación se pueden cubrir parte de los costes de esta inversión.
La optimización de la superficie útil de cocción en los hornos de rodillos implica maximizar el uso del espacio dentro del horno para asegurar que cada metro cuadrado de superficie sea utilizado de manera eficiente. Esto se logra mediante una mejor disposición de las baldosas en las estanterías, así como ajustando el tamaño y la forma de las piezas para que se adapten mejor al espacio disponible. Al utilizar de manera más eficiente la superficie de cocción, se pueden procesar más baldosas en cada ciclo de cocción, aumentando la capacidad total de producción del horno.
Mejorar la disposición de las baldosas permite una distribución más uniforme del calor, lo que reduce el tiempo de cocción y el consumo de energía. Además, una distribución uniforme del calor ayuda a prevenir defectos en las baldosas, mejorando la calidad del producto final.
La implementación de esta actuación no requiere de una gran inversión ya que solo se debe planificar y ajustar las estanterías del horno, además de capacitar al personal en las nuevas técnicas de disposición de las baldosas. Una buena optimización de la superficie útil puede generar ahorros energéticos hasta de un 15%, los cuales con su propia generación de CAE pueden cubrir parte de los costes de inversión que ha supuesto la actuación.
La reducción de las pérdidas de energía en los hornos se centra en mejorar el aislamiento térmico de las superficies y en minimizar las fugas de calor. Esto se logra mediante la utilización de materiales aislantes avanzados y la optimización del diseño de las superficies del horno para reducir las áreas de contacto que pueden provocar pérdidas térmicas.
Mejor aislamiento y reducción de las fugas de calor permiten mantener la temperatura interna del horno de manera más eficiente, reduciendo la necesidad de energía adicional para mantener las condiciones de cocción, esto además asegura una distribución uniforme del calor dentro del horno, lo que contribuye a una cocción más eficiente y consistente de las baldosas.
La mejora del aislamiento térmico puede generar un ahorro de entre el 10 y el 20% de energía final. Por otro lado la reducción de las fugas de calor puede generar un ahorro energético de entre el 5 y el 15%. Implementar la actualización del aislamiento que lleva esta medida requiere de una inversión baja para los estándares de la industria y los ahorros energéticos más los CAE que estos mismos generan pueden hacer que el payback sea mucho menor.
La reducción del caudal del aire de combustión consiste en optimizar la cantidad de aire que se introduce en los quemadores de los hornos. Ajustar el caudal de aire a niveles óptimos permite una combustión más eficiente del gas natural, reduciendo el exceso de aire que no participa en la combustión y minimizando las pérdidas de energía.
Esta medida disminuye la cantidad de aire que debe calentarse, lo cual reduce el consumo total de energía. Además, permite una combustión más completa y eficiente, lo que mejora el rendimiento del horno y reduce el consumo de combustible. Ajustar el caudal de aire permite mantener una temperatura más uniforme y controlada dentro del horno, mejorando la calidad del producto final. Menores fluctuaciones de temperatura reducen el riesgo de defectos en las baldosas.
La calibración y actualización de los sistemas de control de los hornos no requieren una inversión monetaria significativa por lo que gracias a los ahorros y los CAE que esta medida generará, el retorno de la inversión puede llegar a ser muy corto.
La recuperación de calor de los gases de combustión en los hornos cerámicos implica captar y reutilizar el calor que de otro modo se perdería a través de las chimeneas. Los gases calientes que se generan durante la combustión pueden ser dirigidos a intercambiadores de calor, donde transfieren su energía térmica a otros procesos dentro de la planta, como el precalentamiento de aire de combustión o el calentamiento de agua.
La reutilización del calor de los gases de combustión reduce la necesidad de generar calor adicional, disminuyendo significativamente el consumo de energía. Este proceso puede resultar en ahorros energéticos de entre el 10% y el 23%, dependiendo de la eficiencia del sistema y las condiciones operativas. Al precalentar el aire de combustión o el agua de proceso, se mejora la eficiencia térmica de los hornos, permitiendo una cocción más uniforme y estable. La recuperación de calor contribuye a reducir las fluctuaciones de temperatura, mejorando la calidad de las baldosas producidas.
La instalación y ajuste de los sistemas de recuperación de calor y los intercambiadores de calor requieren de una inversión importante, sin embargo, los ahorros energéticos generados, la mejora de la calidad y los CAE que pueden surgir a partir de implementar esta medida, hacen que sea muy recomendable y rentable esta inversión. Con un corto retorno de inversión asegurado, principalmente porque sus CAE pueden llegar a cubrir cerca de la totalidad de la inversión.
La recuperación de calor de los gases de enfriamiento implica capturar el calor residual que se libera durante el proceso de enfriamiento de las baldosas dentro del horno. Este calor, que normalmente se perdería al ambiente, puede ser redirigido a otros procesos dentro de la planta, como el precalentamiento de materia prima o el calentamiento de agua.
Al reutilizar el calor de los gases de enfriamiento, se reduce la necesidad de generar calor adicional, disminuyendo significativamente el consumo de energía. Esta medida puede resultar en ahorros energéticos de entre el 10% y el 20%, dependiendo de la eficiencia del sistema y las condiciones operativas.
La instalación y ajuste de los sistemas de recuperación de calor y los intercambiadores de calor requieren una inversión importante, la cual puede tener un retorno muy corto gracias a los ahorros energéticos que generar y los CAE que estos conllevan, la venta de estos CAE pueden cubrir la inversión realizada.
La optimización del caudal de gases de secado implica ajustar y controlar la cantidad de aire caliente que se utiliza para secar las baldosas. Este proceso se realiza mediante la implementación de sistemas de control avanzados que regulan el flujo de gases, asegurando que solo se utilice la cantidad necesaria para lograr un secado eficiente sin desperdiciar energía.
Menores fluctuaciones de temperatura reducen el riesgo de defectos en las baldosas. Ajustar el caudal de gases de secado reduce la cantidad de energía necesaria para el proceso de secado, disminuyendo el consumo total de energía. Esta actuación puede resultar en ahorros energéticos de entre un 6 y un 12%.
La instalación y ajuste de los sistemas de control y monitoreo en esta fase de la producción implica una inversión que puede parecer menor en comparación otras inversiones productivas en el sector, de todas maneras los ahorros en conjunto con los CAE generados pueden hacer que el retorno de la inversión sea corto, la venta de CAE a partir de la actuación financiar parte de ella.
La optimización del caudal de gases de chimenea implica ajustar y controlar el flujo de gases de escape que se emiten a la atmósfera durante el proceso de cocción. A través de sistemas de control avanzados, se puede regular la cantidad de gases que salen por la chimenea, asegurando que solo se libere el volumen necesario para mantener la eficiencia del proceso, sin desperdiciar energía.
Ajustar el caudal de gases de chimenea reduce la cantidad de energía necesaria para expulsar los gases, disminuyendo el consumo total de energía. La aplicación de esta medida puede resultar en ahorros energéticos de hasta 13%.
Además menores fluctuaciones en el caudal de gases reducen el riesgo de sobrepresión y otros problemas operativos. La instalación y ajuste de los sistemas de control y monitoreo, requieren de una inversión que dependiendo del tamaño de la empresa no debe suponer un gran peso para la situación financiera de la misma, obteniendo como beneficio de la inversión unos ahorros significativos y una generación de CAE que pueden ser vendidos para financiar parte de la inversión.
En resumen, la implementación de medidas de eficiencia energética en el sector de la cerámica no solo reduce el consumo de energía y las emisiones de CO2, sino que también aumenta la competitividad de las empresas. Las actuaciones descritas, desde el aumento del contenido en sólidos de la suspensión hasta la optimización del caudal de gases de chimenea, presentan grandes oportunidades para ahorrar energía y generar Certificados de Ahorro Energético (CAE).
En ipsom, somos expertos en la gestión de ayudas y subvenciones a fondo perdido. Contamos con un sólido conocimiento en el asesoramiento y tramitación de CAE, ayudando a las empresas del sector cerámico a maximizar los beneficios económicos derivados de sus iniciativas de eficiencia energética. No solo nos aseguramos de que su empresa cumpla con la normativa vigente, sino que también facilitamos la obtención y venta de CAE para que puedan financiar sus inversiones en sostenibilidad.
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