Eficiencia energética en la fundición a presión: dónde se consume energía y dónde se puede ahorrar

A dónde va la energía en una célula de fundición a presión

Un folleto del Departamento de Energía de EE. UU. sobre la industria de la fundición de metales atribuye el 55 % del consumo energético a la fusión. La cifra es antigua y abarca toda la industria de la fundición, pero confirma lo que observan los fabricantes de piezas de fundición a presión en sus propias plantas: los procesos térmicos son predominantes.

Primero medir, luego decidir

Sin datos, las medidas de ahorro no son más que conjeturas. En muchas plantas, el consumo de energía solo se registra en el contador principal. Los subcontadores instalados en hornos, máquinas y compresores permiten visualizar la distribución.

• Energía por pieza buena o por kilogramo de piezas fundidas en buen estado como indicador clave central
• Carga base durante las pausas, los fines de semana y los cambios de troquel
• Comparación de máquinas o turnos idénticos
• Registro de los desechos y las devoluciones en kilogramos, no solo en unidades

Los sistemas de gestión energética según la norma ISO 50001 proporcionan un marco sistemático para ello.

Menos metal en circulación, menos pérdida de calor

Cada kilogramo de metal que no acaba en una pieza buena tiene que volver a fundirse. El rendimiento —la relación entre el peso de la pieza fundida buena y el metal vertido— es, por lo tanto, un indicador energético clave. La optimización de los canales de colada y los desbordamientos, la estabilidad de los procesos y las bajas tasas de chatarra reducen la cantidad de devoluciones.

• Mantenga cerradas las tapas y puertas de los hornos y las juntas intactas
• Compruebe periódicamente el aislamiento y el revestimiento refractario: los puntos calientes en la envolvente indican pérdidas
• No establezcas temperaturas de mantenimiento superiores a las que requiere el proceso
• Evita los tiempos de mantenimiento prolongados y el transporte innecesario de la cuchara
• Adapta el tamaño del horno y la capacidad de fusión a la demanda real

En el siguiente enlace se describe qué tipo de horno es el adecuado para cada tarea: ¿Horno dosificador, horno de fusión u horno de mantenimiento?. Hay hornos de segunda mano disponibles en hornos.

Sistema hidráulico: suministro de caudal solo cuando es necesario

En las máquinas de fundición a presión más antiguas, los motores de velocidad constante suelen accionar las bombas de forma permanente, incluso cuando la máquina está a la espera de la pulverización, la retirada de la pieza o la siguiente inyección. Los accionamientos de velocidad variable adaptan el caudal a la demanda real.

Bühler, por ejemplo, ofrece una actualización «ServoDrive» para sus series Carat y Ecoline —un motor con control de frecuencia combinado con una bomba de desplazamiento fijo multietapa— y afirma que permite ahorrar más del 40 % del consumo eléctrico de la máquina. Estas cifras son declaraciones del fabricante; el ahorro real depende de la máquina, el ciclo y la proporción de tiempos de espera.

Control de la temperatura del molde, pulverización y refrigeración

El molde debe mantenerse dentro de un intervalo de temperatura: calentado al inicio y enfriado durante la producción. Las unidades de control de temperatura, las líneas aisladas y un sistema de enfriamiento del molde bien diseñado mantienen este equilibrio con un menor consumo de energía. La pulverización también enfría el molde; una cantidad excesiva de pulverización supone un mayor gasto de agente desmoldeante, aire comprimido y, a menudo, energía de calentamiento adicional.

Se puede encontrar información adicional sobre estos temas en Control de la temperatura en la fundición a presión y La pulverización del molde en la fundición a presión.

Aire comprimido: caro y con fugas frecuentes

El aire comprimido es una de las formas de energía más caras de una planta. Según la ficha informativa de Compressed Air Challenge sobre fugas, estas pueden suponer un desperdicio del 20-30 % de la producción del compresor; una planta que no haya recibido un mantenimiento adecuado probablemente tendrá una tasa de fugas de alrededor del 20 % de la capacidad de producción total, mientras que en un sistema bien mantenido debería ser inferior al 10 %.

• Detección periódica de fugas, por ejemplo, con dispositivos ultrasónicos, y reparación inmediata
• Compruebe si es posible acortar o sustituir las funciones de purga
• No ajuste la presión de la red por encima de la que requiera el consumidor más exigente
• Corte el suministro a las celdas que no estén en producción

Máquinas de segunda mano y modernización

La eficiencia energética no es solo una cuestión de contar con la máquina más nueva. La fabricación de una máquina nueva también consume energía y materias primas; seguir utilizando una máquina que se encuentra en buen estado permite evitarlo. Mediante una revisión a fondo, las máquinas más antiguas pueden modernizarse, por ejemplo, con accionamientos adaptados a la demanda, siempre que el fabricante ofrezca esta opción.

Más información sobre el papel de las máquinas de segunda mano en la producción sostenible en la página Alternativa sostenible.

Los procesos estables son la mejor medida energética

En la fundición a presión, la eficiencia energética empieza por el metal: un bajo porcentaje de desechos, un buen rendimiento y unos hornos bien aislados son los factores que más influyen. A ello se suman un sistema hidráulico adaptado a la demanda, una gestión coherente del modo de espera, una buena gestión térmica y una red de aire comprimido bien optimizada. Quienes miden el consumo energético por pieza buena pueden priorizar las medidas y comprobar su eficacia.

Preguntas sobre la eficiencia energética en la fundición a presión