¿POR QUÉ ES NECESARIO AISLAR EN INSTALACIONES INDUSTRIALES? (I parte)
Según el interesante estudio ECOFYS de la Fundación Europea del Aislamiento Industrial (EiiF), comprobaciones en plantas industriales realizadas por expertos muestran que al menos un 10% de las instalaciones o no están aisladas o sí pero en malas condiciones. Habitualmente el tipo de aislamiento aplicado se basa en una decisión de inversión mínima, teniendo en cuenta sólo la temperatura superficial para evitar daños personales, las necesidades mínimas del proceso industrial o los promedios genéricos de pérdidas de calor.
Extracto de la Guía de Buenas Prácticas en Aislamiento Industrial de Afelma (Asociación de Fabricantes Españoles de Lanas Minerales Aislantes)
S egún el estudio ECOFYS, se estima que el potencial de ahorro en la industria europea equivale a 15 plantas de generación de energía alimentadas por carbón (500 MW) o el consumo energético de 10 millones de viviendas. De esta manera, el potencial anual de reducción de emisiones de CO2 sería el equivalente a las emisiones de CO2 de 18 millones de coches. A nivel de toda Europa, aislar superficies a niveles rentables y reparar aislamientos estropeados en instalaciones industriales implica una inversión inicial de unos 900 millones de euros. Esta inversión inicial ahorraría a la industria unos 3,5 billones de euros cada año. A menudo, los requisitos relacionados con la rentabilidad económica o la máxima eficiencia energética del sistema de aislamiento no están considerados. En el pasado, con los precios del petróleo más bajos, la eficiencia energética de la instalación no representaría una diferencia tan grande. Hoy en día, el precio de la energía es mucho más alto e incluso se espera que continúe incrementándose. Por esta razón, la brecha entre el aislamiento actual y el aislamiento económicamente rentable se está incrementando, mientras que los costes adicionales para emisiones de CO2 aceleran este potencial de ahorro. A continuación, se detallan las razones por las que es imprescindible el aislamiento en la industria:
EL POTENCIAL DE AHORRO EN LA INDUSTRIA EUROPEA EQUIVALE A 15 PLANTAS DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ALIMENTADAS POR CARBÓN (500 MW)
Por ahorro energético El objetivo es reducir la cantidad de energía necesaria para mantener el equilibrio del proceso y evitar el flujo de calor a través del material. Esto se consigue gracias a la instalación del aislamiento, reduciendo las pérdidas de calor. El aislamiento reduce las pérdidas energéticas, de tal modo que éstas pueden llegar a ser un 2-3% de las pérdidas energéticas sin aislamiento. La optimización del aislamiento en la instalación inicial reducirá los costes de instalación y proporcionará ahorros energéticos máximos alargando el tiempo de vida de la instalación. ¿Cómo? Ver anexo B de la Guía de Afelma. Cálculo de espesor. Espesor óptimo. ¿Cuánto? Para procesos industriales se recomiendan unas pérdidas máximas de 90 W/m2. Beneficios: ahorro energético (euros). Ver caso práctico Nº 2: Cálculo de aislamiento óptimo de la Guía de Afelma.
Por temperatura superficial / protección personal
Si no existe aislamiento térmico suficiente, las temperaturas superficiales externas pueden ser elevadas y provocar lesiones y accidentes en las personas. Considerando unas temperaturas superficiales suficientemente altas, podrían producirse efectos de combustión e incendio en materiales combustibles próximos a estas superficies. ¿Cómo? Ver apartado C.6.2. Temperatura superficial de la Guía de Afelma. ¿Cuánto? Para procesos industriales se recomiendan una temperatura máxima superficial de 50 °C Beneficios: protección personal. Ver Caso Práctico nº 1: Cálculo del flujo de calor y temperatura superficial de la Guía de Afelma.
Por proceso
En todo proceso deben evitarse transferencias térmicas que provoquen un mal funcionamiento del proceso por diferencias de temperaturas no admisibles. Esta estabilidad térmica se consigue con el aislamiento. El objetivo es que el proceso funcione de forma correcta y estable, según ha sido diseñado. ¿Cómo? Según las necesidades de cada proceso. ¿Cuánto? En función de las necesidades del proceso industrial en cada caso. Beneficios: estabilidad del proceso. Ver Caso Práctico nº 4: Caída de temperatura de un fluido en un tanque en función del tiempo de la Guía de Afelma.
Por impacto medioambiental
Reducción de CO2 : como se describe en el apartado de ahorro energético, el aislamiento disminuye la cantidad de energía necesaria y, por tanto, se reducen las emisiones de CO2 dado que la mayor parte de la energía que se utiliza en los procesos térmicos procede de la transformación de un combustible por reacción exotérmica del mismo con el oxígeno ambiental. Reducción del nivel de ruido: el aislamiento acústico en la industria tiene dos objetivos principales, que son proteger los oídos del personal que trabaja cerca o en las instalaciones y reducir el sonido ambiente en el entorno local, particularmente cuando está situado en áreas urbanas.
Parámetros clave para el cálculo
También es importante conocer los parámetros que influyen a la hora de calcular un aislamiento. Según las necesidades de cada instalación y cada proceso buscaremos unos objetivos u otros: Conocer las necesidades: una vez tomada la decisión de aislar una instalación es importante enfocarlo según las necesidades. La norma UNE-EN ISO
A MENUDO, LOS REQUISITOS RELACIONADOS CON LA RENTABILIDAD ECONÓMICA O LA MÁXIMA EFICIENCIA ENERGÉTICA DEL SISTEMA DE AISLAMIENTO NO ESTÁN CONSIDERADOS
12241 nos permite calcular el flujo de transferencia de calor y a partir del mismo podemos obtener: • Pérdidas energéticas; • Máxima temperatura superficial • Tiempo de enfriamiento • Caída de temperatura a lo largo de una tubería, etc.
Condiciones del equipo: es necesario conocer las condiciones en las que se encuentra el equipo objeto de estudio: • Temperatura a la que trabaja el equipo • Material • Tipo de equipo. Forma geométrica • Utilización.
Condiciones de contorno: en cuanto a las condiciones de contorno, es imprescindible conocer: • Situación geográfica • Orientación • Temperatura ambiente • Humedad • Velocidad del viento
Requerimientos especiales: en el caso de aplicaciones especiales, no aplican las mismas normas y es necesario analizar cada caso en concreto.