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by David Jaber, Alliance to Save Energy
Un manejo adecuado de la energía, la mayoría de las veces, puede hacer que los hoteles ahorren energía y, por lo tanto, dinero. Además de las oportunidades de ahorro de energía en aire acondicionado, iluminación y motores – los sistemas de generación y distribución de vapor son, quizás, mas importantes porque su mantenimiento es casi siempre descuidado. Con una mayor atención al mantenimiento y por la instalación de equipo moderno en un sistema que regularmente ha sido desatendido, normalmente se puede alcanzar un incremento de eficiencia de 30 a 40 por ciento, por lo que la aplicación de estas dos soluciones se pagan, por si solas, en pocos años. Ya que las mejoras en el sistema reducen costos directamente, un ahorro de $5,000 (USD) por año, puede equivaler a un incremento de $10,000 ó $15,000 (USD) por concepto de ingresos por renta de cuartos en los estados financieros del hotel.
OBSTÁCULOS DE LA EFICIENCIA
Desafortunadamente, ni el equipo de mantenimiento ni los propietarios de los hoteles se preocupan por encontrar las oportunidades de eficiencia energética, ni tampoco cuentan con el entrenamiento suficiente para implementar soluciones, por lo que no pueden reconocer la importancia que tiene el vapor como un proceso de negocio y comúnmente olvidan la eficiencia energética en los sistemas de generación y distribución de vapor. El resultado es, energía y dinero tirados a la basura. El operar un sistema de vapor más eficiente, no únicamente ahorra dinero a los hoteleros, a través de reducir el consumo de combustible, sino que también hace que se alcance un mejor servicio en la lavandería, una cocina de mejor calidad y un lugar de trabajo mas seguro.
APLICACIONES COMUNES
El vapor es la mejor forma de transferir calor a temperatura constante. Comúnmente el uso del vapor en hoteles, hospitales y universidades, incluye lo siguiente:
• Lavandería. Los rangos de consumo de vapor en la lavandería puede estar arriba de las 300 lb/hr cuando las planchas están trabajando, las lavadoras de ropa y secadoras o cuartos de secado están en uso. Típicamente la lavandería opera con vapor a una presión de 100 psig.
• Cocina. Los equipos para cocinar, tales como las vaporeras, pueden necesitar arriba de las 25 psig de vapor. Esterilizadores de loza, así como la preparación de la comida y el lavado utilizan vapor de bajo nivel.
• Agua caliente. Los baños y las albercas no pueden utilizar vapor directamente, sin embargo, se emplean intercambiadores de calor que utilizan vapor para generar agua tibia.
• Calentadores de espacios. Como en muchos edificios, la calefacción de los cuartos se hace a través de radiadores. Además, para ofrecer a los ocupantes un control individual de la temperatura por cuarto, se utilizan calentadores de vapor que cargan un circuito de agua caliente.
MEJORANDO LA EFICIENCIA DEL SISTEMA DE GENERACIÓN Y DISRIBUCIÓN DE VAPOR
La Alianza para el Ahorro de Energía de U.S.A. (Alliance to Save Energy) estima que un incremento de entre 25 a 35 por ciento en la eficiencia de estos sistemas es típicamente una meta razonable. La Tabla 1 muestra, en porcentajes, el incremento potencial en eficiencia que puede ser alcanzado al aplicar algunas medidas de eficiencia energética en las diferentes áreas específicas de generación, operación y mantenimiento y distribución. Generalmente, la mayor parte de las mejoras están después de la generación de vapor, esto es, en la operación y mantenimiento y en el sistema de distribución. En estas áreas normalmente se tienen fugas y equipos funcionando inadecuadamente y, por lo tanto, es donde se tienen pérdidas de vapor, por lo que son estas áreas las que nos ofrecen oportunidades de recuperar calor a través del uso de condensadores, trampas de vapor, retorno de condensados e intercambiadores de calor.
Tabla 1: INCREMENTO POTENCIAL DE LA EFICIENCIA EN LOS SISTEMAS DE GENERACIÓN Y DISTRIBUCIÓN DE VAPOR
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Medidas que se pueden aplicar en cada una de las áreas específicas del Sistema de Generación y Distribución de vapor. |
Incremento Potencial de la Eficiencia, en %, de cada una de las medidas aplicadas en las diferentes áreas específicas. |
Total del Incremento Potencial de Eficiencia, en %, en cada una de las áreas específicas. |
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Mantenimiento de las calderas |
1-2% |
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Equipos de recuperación de calor. |
2-4% |
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Monitoreo y control de las emisiones |
1-2% |
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Tratamiento de agua |
10-12% |
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Retorno de condensados |
5-10% |
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Control de carga |
3-5% |
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Fugas de vapor |
3-5 % |
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Trampas de vapor |
10-15% |
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Aislamiento Térmico |
5-10% |
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OPORTUNIDADES EN LA GENERACIÓN DEL VAPOR
Comúnmente las calderas de los hoteles trabajan desde 50 psig hasta por arriba de las 100 psig (con la lavandería trabajando). Aún cuando se depende de una gran variedad de factores, las calderas bien reparadas y con un mantenimiento apropiado operan en promedio con eficiencias de entre 70 y 85 por ciento. Estos niveles de eficiencia pueden ser mejorados entre 2 a 5 porciento con un una calderas bien afinada y con la aplicación de equipo auxiliar, siempre y cuando económicamente esto se justifique. Cuando el sistema de calderas es demasiado viejo para ser reacondicionado se debe de reemplazar con un sistema de calderas mas eficiente tal que ofrezca un incremento en las áreas de intercambio de calor y que tenga controles de combustible, de excesos de aire y controles de las condiciones de carga.
Substancialmente las pérdidas de energía en una caldera son causadas por una combustión incompleta, cuyo calor de desperdicio generado literalmente se va "por la chimenea", y por el calor perdido en la superficie exterior de ésta. Estas dos condiciones juntas, pueden alcanzar hasta un 30% de pérdida del combustible de suministro y por ende la eficiencia se ve disminuida. Las tres estrategias para minimizar las pérdidas de calor en los gases de combustión son: (1) Minimizar el exceso de aire en la combustión, (2) Mantener limpias las superficies de intercambio de calor, (3) Cuando se justifique, agregar un equipo de recuperación de calor de los gases de combustión. Típicamente, la eficiencia de una caldera se incrementa en un 1.0 porciento por cada 15 porciento que se reduce el exceso de aire o por la reducción de 1.3 porciento de oxígeno o por una reducción de 40°F en la temperatura de los gases de combustión.
CONSEJOS:
1. Siempre produzca el máximo de vapor del sistema proceso-calor de desperdicio-recuperadores de calor. Utilice el calor de desperdicio para precalentar el agua de alimentación de la caldera.
2. Siempre aplique vapor al proceso que utiliza los niveles más bajos posibles de presión y temperatura.
3. Siempre expanda el vapor desde un nivel alto de presión a un nivel bajo utilizando los medios mas eficientes posibles.
OPORTUNIDADES EN LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
Prestar atención al mantenimiento y operación es la llave del éxito. Procedimientos impropios pueden desgastar los equipos que manejan el combustible, a través del desajuste de los quemadores y de los controladores, resultando en un inadecuado tratamiento del agua de la caldera y de los gases de combustión, y permitiendo que condensado, todavía caliente, sea desperdiciado. Una caldera a la que no se le ha dado mantenimiento por dos años, es posible que inmediatamente se le pueda obtener un incremento de eficiencia de 20 a 30 por ciento. Abajo se enlistan algunos ejemplos de oportunidades que pueden ser realizadas:
• Tratamiento de Agua. Si el agua de alimentación de la caldera no es tratada adecuadamente, las incrustaciones pueden reducir su eficiencia tanto como 10 – 12 por ciento y puede, incluso, ser peligroso para la instalación.
• Retorno de Condensados. Adicionalmente se requiere entre 15 a 18 por ciento de la energía de la caldera desde el sistema de generación y distribución de vapor para recalentar cada libra de agua fría de repuesto.
• Controladores de Carga. Sistemas de control distribuido digital basados en computadoras proveen una confiabilidad y tal que pueden alargar la vida útil de la caldera. Controles de quemadores múltiples se pueden acoplar con el control de ajuste de aire lo que puede dar como resultado ahorros de combustible de 3 a 5 porciento.
CONSEJOS:
1. Revise las trampas de vapor y de condensados y asegúrese de que los condensados son retornados eficientemente.
2. Instale medidores y lleve registros de hacia dónde va el vapor. Haga inspecciones del sistema general de distribución y de cada uno de los procesos individuales para mantener un buen balance de vapor.
SISTEMA DE DISTRIBUCIÓN DE VAPOR
Cuidar el sistema de distribución de vapor nos da una las mejores oportunidades de ahorrar. El costo del mantenimiento a las trampas de vapor y el revisar que no existan fugas en las uniones de las tuberías y en las válvulas, requiere de una inversión de capital muy pequeña o casi nula. Dar entrenamiento cuidadosamente completo y a la vez apropiado al equipo de mantenimiento siempre será una buena inversión.
• Fugas de Vapor. En un sistema de distribución descuidado siempre encontraremos fugas en las tuberías, en válvulas, en los equipos de proceso, en las trampas de vapor, en las bridas o conexiones especiales. Arreglar o quitar fugas es una oportunidad de ahorrar energía y dinero, además, esto es muy simple y el costo es muy bajo y muchas veces el hacerlo no cuesta nada.
• Trampas de Vapor. Cuando no se tiene un programa de mantenimiento para las trampas de vapor, es común encontrar en la instalación de 15 a 20 porciento de las trampas funcionando inadecuadamente todo el tiempo.
• Aislamientos. Instalaciones Industriales auditadas bajo el programa del Centro de Asistencia Industrial del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), han demostrado un rango de ahorros potenciales desde 3 por ciento hasta valores tan altos como 13 por ciento del total de gas natural utilizado en promedio. Al instalar aislamientos, una planta pudo dejar de consumir aproximadamente 6,000 lb/hr y pudo bajar la cantidad de combustible utilizado, redujo las emisiones de CO2 en un 6 por ciento y logro recuperar la inversión en 6 meses.
CONSEJOS:
1. Establezca un programa para regular la inspección, prueba y reparación de las trampas de vapor. El personal de mantenimiento y de operación deberá ser entrenado adecuadamente en las técnicas para hacer pruebas a las trampas de vapor. Cuando se requiera hacer pruebas de ultrasonido, contrate personal adecuadamente entrenado.
2. Revise que no existan fugas de vapor en las tuberías.
3. Revise la operacionalidad de las válvulas de control.
4. Mantenga un sistema rutinario para identificar líneas de vapor que son poco o rara vez utilizadas y que puedan ser removidas del servicio.
Una buena fuente para más información de los Sistemas de Generación y Distribución de Vapor es el Programa de Mejoras Prácticas para los retos del Vapor del Departamento de Energía de los Estados Unidos. Obtenga información de este programa al teléfono sin costo (800) 862-2086 o consúltelo a través del e-mail steamline@energy.wsu.edu. También puede visitar la página en Internet www.oit.doe.gov/steam.
La Alianza para el Ahorro de Energía (Alliance to Save Energy) es una organización sin fines de lucro basada en Washington D.C. que trabaja en México, Brasil y la Republica Dominicana para realzar el nivel del conocimiento y de entender que al ahorrar energía, también se ahorra dinero y se protege el ambiente. La Alianza ofrece servicios de alta eficiencia energética, acceso a tecnologías, y fuentes de financiamiento a gerentes de hoteles, hospitales, e áreas industriales a través de seminarios educativos que patrocina junto con fabricantes de equipos eficientes y organizaciones gubernamentales y non-gubernamentales. Para mas información de cursos educativos, contacte a Stephanie Campbell al (202) 530-2224 o fax (202) 331-9588 en Washington, D.C. www.ase.org
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