Las fábricas de pasta y papel son importantes instalaciones industriales que dependen del aire comprimido a lo largo de todo el proceso. El aire comprimido se utiliza para separar y limpiar la fibra de pasta cruda, accionar herramientas neumáticas e incluso controlar válvulas. Sin embargo, las fugas de aire comprimido pueden provocar un derroche de energía, una reducción de la productividad y un aumento de los costes operativos. Una de las formas más eficaces de detectar fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel es mediante el uso de cámaras de imágenes acústicas. En este artículo explicaremos cómo funcionan estas cámaras y cómo ayudan a las fábricas de pasta y papel a detectar fugas de aire comprimido de forma más eficaz.
Tabla de contenidos
Retos de la industria papelera en un mercado cambiante
En 2021, el consumo mundial de papel y cartón alcanzó los 408 millones de toneladas. Hoy en día, la tendencia está cambiando del papel tradicional a productos más sofisticados como soluciones de embalaje de alta gama y papeles especiales. Para seguir el ritmo de esta creciente demanda, las fábricas de pasta y papel necesitan un suministro constante de aire comprimido para mantener un ritmo de producción casi continuo.
Uno de los mayores retos para mantener el ritmo de la demanda es el uso eficiente de los recursos para garantizar el éxito continuado en medio de una crisis energética en curso. Los gastos energéticos, especialmente en sistemas de aire comprimido, suponen una parte significativa de los costes totales de producción en la industria de la pasta, el papel y el cartón, por lo que es crucial abordar estos retos con prontitud.
La importancia del aire comprimido en la producción de pasta y papel
El aire comprimido es un componente fundamental de la producción de pasta y papel, que se utiliza para hacer funcionar una amplia gama de equipos y herramientas. Los sistemas de aire comprimido suelen funcionar continuamente en las plantas de fabricación y contribuyen sustancialmente a los gastos totales de energía. En el sector de la pasta y el papel, el consumo de energía puede representar hasta el 20% de los costes totales de fabricación.
El papel del aire comprimido en la producción de pasta y papel
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El aire comprimido se utiliza en varias etapas del proceso de producción de papel, entre ellas:
Preparación de la pasta
Para crear papel, el proceso comienza con la preparación de la pasta, que puede proceder de diversas fuentes como la madera, el algodón, el arroz o la paja de trigo. A continuación, la pasta se mezcla con agua y productos químicos para crear una lechada que acabará convirtiéndose en el papel. Se utiliza aire comprimido para mezclar y agitar la pasta de papel y garantizar una mezcla homogénea.
Creación de la hoja
A continuación, la pasta de papel se introduce en una máquina papelera donde se somete a una serie de procesos para formar la banda de papel. Durante esta etapa, se utiliza aire comprimido para accionar diversos equipos neumáticos, como bombas y válvulas, que son necesarios para regular el flujo de líquidos y gases en toda la máquina de papel.
Eliminación del agua
Tras el proceso de fabricación del papel, se utilizan grandes volúmenes de agua, que es necesario eliminar. Esto se consigue mediante técnicas de prensado y secado. El aire comprimido se utiliza para impulsar el proceso de prensado con el fin de eliminar el exceso de agua de la banda de papel y facilitar el proceso de secado, que ayuda a eliminar cualquier resto de humedad del papel y a secarlo eficazmente.
Prensado
Una vez formada la banda de papel, se somete a un proceso de prensado para eliminar el exceso de agua y aplanar la hoja. Este proceso también puede añadir textura al papel, dependiendo del método de prensado utilizado. Se utiliza aire comprimido para accionar el equipo de prensado, que ayuda a eliminar la humedad de la banda de papel y a aplanarla hasta alcanzar el grosor deseado.
Recubrimiento y tratamiento
Por último, se añaden al papel los revestimientos o tratamientos necesarios para mejorar su rendimiento o aspecto. Esto puede incluir la adición de acabados como brillo o mate, revestimientos que hacen que el papel sea resistente al agua o duradero, o tratamientos que mejoran la calidad de impresión del papel. El aire comprimido se utiliza para accionar el equipo que aplica estos revestimientos y tratamientos al papel.
Cabe señalar que el proceso de fabricación del papel es muy técnico y requiere conocimientos y equipos especializados para garantizar la calidad y consistencia de los productos de papel. En una fábrica de papel típica, un suministro fiable y constante de aire comprimido limpio y seco es crucial para mantener un ritmo de producción casi constante y garantizar productos de papel de alta calidad. Además, la industria papelera ha avanzado en los últimos años para ser más sostenible desde el punto de vista medioambiental, y muchas fábricas aplican prácticas ecológicas como el uso de materiales reciclados, la reducción de residuos y la utilización de fuentes de energía renovables.
La importancia de detectar fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel
Los costes de las fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel
Las fugas de aire comprimido pueden ser una fuente importante de derroche de energía y pérdida de productividad en las fábricas de pasta y papel. Desafortunadamente, las fugas son un problema común en estos sistemas, los sistemas de aire comprimido suelen perder entre el 25 y el 30% de su aire por fugas. En algunos casos, estas pérdidas pueden incluso superar el 80%.
Estas pérdidas tienen importantes consecuencias económicas, como un aumento del 25-30% en los costes de energía, gastos adicionales en equipos compresores para cumplir los requisitos de las herramientas de aire comprimido, una reducción del 30% en la vida útil del compresor que conlleva mayores costes de sustitución y gastos adicionales de mantenimiento de los equipos adicionales.
¿Cuánto le cuestan a su fábrica de papel las fugas de aire comprimido?
Entonces, ¿qué significa eso exactamente para los costes en moneda real? El coste de las fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel puede oscilar entre 720 y 55.333 dólares anuales (dependiendo del tamaño de la fuga y de la psig total).
Plant Service Magazine describe el coste de las fugas en función de su tamaño acumulado. Basándonos en un funcionamiento 24/7 y 8 céntimos por kWh, podemos esperar que un sistema de aire comprimido mal mantenido cueste a una empresa muchas decenas de miles de dólares cada año.
Los costes de las fugas de aire comprimido van más allá de las consecuencias económicas. La pérdida de presión puede hacer que las herramientas neumáticas trabajen con menos eficacia, lo que puede repercutir en la calidad del producto final.
Además, las fugas de aire comprimido pueden suponer un riesgo para la seguridad en la fábrica. Si una fuga no se detecta y repara, puede liberar aire comprimido a gran velocidad, lo que puede causar lesiones o daños en los equipos.
Los retos de la detección de fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel
Las fábricas de pasta y papel suelen ser instalaciones complejas que a menudo funcionan 24 horas al día, 7 días a la semana, con varias etapas del proceso de producción de papel funcionando simultáneamente. Esto crea un entorno difícil para la detección de fugas, ya que hay numerosas áreas en las que pueden producirse fugas. Además, el equipo utilizado en las fábricas puede producir altos niveles de ruido, lo que puede dificultar la detección de fugas de aire comprimido utilizando sólo el oído natural.
Las limitaciones de los métodos tradicionales de detección de fugas de aire
Los métodos tradicionales de detección de fugas, como los sniffers y los pulverizadores de fugas, también pueden tener una eficacia limitada en la detección de fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel.
Los sniffers son herramientas que utilizan una sonda o varilla detectora para detectar fugas en una unidad llena de un gas trazador. La sonda se desplaza sobre la pieza y detecta la fuga a medida que pasa sobre ella. La sensibilidad de la sonda, la velocidad de movimiento y la distancia a la pieza determinan la precisión de la detección de fugas. Las técnicas de sniffers pueden localizar fugas en una pieza y pueden detectar fugas tan pequeñas como 10-7 mbar – l/s, dependiendo del gas trazador utilizado. Sin embargo, dependen del operario y pueden pasar por alto fugas, lo que las hace inadecuadas para entornos de producción de gran volumen.
El rociado de fugas consiste en aplicar una solución jabonosa en la zona sospechosa de la fuga y buscar burbujas pero, de nuevo, este método puede pasar por alto fugas pequeñas o fugas en zonas de difícil acceso.
El método más popular para identificar fugas en compresores de aire es un detector acústico ultrasónico de transductor único. Este dispositivo electrónico puede detectar sonidos de alta frecuencia que indican fugas de aire. Sin embargo, el método tradicional de utilizar un sistema ultrasónico de transductor único es como utilizar un sensor de temperatura puntual para inspecciones termográficas: es funcional, pero puede llevar mucho tiempo, y los equipos de mantenimiento deben utilizarlos a menudo durante las paradas programadas. Además, para ser eficaces, los operarios necesitan una formación exhaustiva y meses de práctica.
Dónde buscar fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel
Los Sistemas de Aire Comprimido tienen el potencial de tener muchas fugas porque son complejos, con muchas conexiones. Posibles fuentes de fugas en los sistemas de aire comprimido:
- Acoplamientos
- Mangueras
- Tuberías
- Accesorios
- Juntas de tuberías
- Enchufes rápidos
- Unidades de filtro/regulador/lubricador (FRL)
- Sifones de condensado
- Válvulas
- Bridas
- Empaquetaduras
- Selladores de roscas
- Dispositivos de punto de uso
- Sifones de condensado abiertos
- Válvulas de cierre abiertas
El diagrama anterior muestra los componentes típicos de un sistema de aire comprimido. Cada uno de estos recuadros azules representa una fuente potencial de fugas.
La importancia de las cámaras de imágenes acústicas para detectar fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel
Dadas las limitaciones de los métodos tradicionales de detección de fugas, las cámaras de imágenes acústicas han surgido como una herramienta potente y eficaz para identificar fugas de aire comprimido en fábricas de pasta y papel.
Mediante el uso de cámaras de imágenes acústicas, los operarios pueden identificar con rapidez y precisión el origen de una fuga con una formación mínima, e incluso en entornos ruidosos y complejos. Esto permite a las fábricas tomar medidas correctivas rápidamente, reduciendo el derroche de energía, minimizando el riesgo de peligros para la seguridad y optimizando el rendimiento de sus equipos.
¿Qué son las imágenes acústicas?
Las imágenes acústicas son un método de ensayo no destructivo que utiliza ondas sonoras para crear imágenes de la estructura interna de un objeto o entorno. Se utiliza en una amplia gama de industrias, como la aeroespacial, la automovilística y la manufacturera, para identificar defectos, localizar fallos y supervisar el estado de los equipos.
Cómo detectan las cámaras de imágenes acústicas las fugas de aire comprimido
Las cámaras de imágenes acústicas detectan fugas de aire comprimido analizando las ondas sonoras generadas por el aire que se escapa. A medida que el aire sale de la fuga, crea una firma sonora única que es captada por la cámara. A continuación, la cámara crea una representación visual de las ondas sonoras, lo que permite a los operarios identificar rápidamente la ubicación y el tamaño de la fuga.
Exactitud y precisión de las cámaras de imágenes acústicas
Las cámaras de imágenes acústicas pueden localizar y medir con precisión fugas de aire comprimido. Pueden localizar la ubicación exacta de fugas del tamaño de agujeros de alfiler, lo que permite a las operaciones localizar y reparar rápidamente las fugas para minimizar el derroche de energía y reducir los riesgos para la seguridad. También pueden medir fugas tan pequeñas como 0,004 L/min para que los usuarios puedan priorizar las reparaciones.
Ventajas del uso de cámaras de imagen acústica en fábricas de pasta y papel
Las cámaras de imágenes acústicas ofrecen varias ventajas para detectar fugas de aire comprimido en fábricas de pasta y papel. Estas ventajas incluyen
Mayor eficiencia energética
Las fugas de aire comprimido pueden ser una fuente importante de derroche de energía en las fábricas de pasta y papel. Al identificar y reparar rápidamente las fugas mediante cámaras de imagen acústica, las fábricas pueden mejorar su eficiencia energética y reducir su consumo de energía. Esto se traduce en una reducción de los costes operativos y de la huella de carbono.
Mejora de la productividad
Las fugas de aire comprimido también pueden afectar a la productividad de las fábricas de pasta y papel al reducir la eficacia de los equipos neumáticos. Al identificar y reparar las fugas rápidamente, las fábricas pueden mejorar el rendimiento de sus equipos y aumentar su productividad.
Ahorro de costes
La detección y reparación de fugas de aire comprimido mediante cámaras de imágenes acústicas también puede suponer un importante ahorro de costes para las fábricas de pasta y papel. Al reducir su consumo de energía y mejorar el rendimiento de sus equipos, las fábricas pueden reducir sus costes operativos y aumentar su rentabilidad.
Para visualizar mejor el ahorro total de costes que ofrece una cámara de imágenes acústicas, como la FLIR Si124, FLIR proporciona una calculadora de rentabilidad de la inversión (ROI) gratuita. Esta herramienta en línea permite al sector de la pasta y el papel estimar el ahorro potencial de energía derivado de la detección y reparación de fugas de aire, en relación con el coste de la propia cámara.
Mayor seguridad
La presencia de fugas de aire comprimido en las fábricas de pasta y papel supone un importante riesgo para la seguridad, especialmente cuando no se detectan y reparan con prontitud. Como señala Nex Flow, no se puede subestimar el peligro asociado a las fugas en mangueras o conectores. En el caso de una manguera dañada y presurizada, una «explosión» hacia el exterior puede causar lesiones graves. Esta repentina liberación de presión puede desencadenar la conexión o desconexión de una máquina, poniendo en peligro tanto al operario como a las personas cercanas.
Las cámaras de imagen acústica permiten a las fábricas identificar y reparar rápidamente las fugas, lo que reduce el riesgo de peligros y mejora la seguridad general de sus operaciones.
En resumen, las ventajas de utilizar cámaras de imagen acústica en las fábricas de pasta y papel incluyen una mayor eficiencia energética, mayor productividad, ahorro de costes y mayor seguridad. Al invertir en tecnología de imágenes acústicas, las fábricas pueden optimizar el rendimiento y la seguridad de sus operaciones al tiempo que reducen su impacto medioambiental y sus costes operativos.
Localización de fugas de aire comprimido en una fábrica de papel mediante una cámara de imágenes acústicas
A diferencia de los métodos tradicionales como los sniffers y los sprays de fugas, el detector de fugas de aire ultrasónico FLIR Si124 ofrece una alternativa mucho más segura y rápida para el personal de mantenimiento. Su avanzada tecnología permite identificar con precisión las fugas de aire comprimido a distancia, lo que elimina la necesidad de acercarse a las zonas sospechosas de fugas y a la maquinaria pesada, reduciendo así el riesgo de riesgos laborales y fomentando un entorno de trabajo seguro.
Con 124 micrófonos, la FLIR Si124 ofrece una detección de fugas rápida y precisa, así como una estimación del tamaño y el coste asociado en tiempo real mediante análisis basados en inteligencia artificial. Su funcionamiento con una sola mano hace que sea fácil de usar y compatible con cualquier etapa del ciclo de mantenimiento de una fábrica, incluyendo y no limitándose a la inspección de sistemas de rociadores de tubería seca, sistemas de vapor y sistemas de vacío. Su capacidad de inspección a gran escala permite realizar inspecciones sin interrumpir la producción, lo que reduce aún más los costes.
La FLIR Si124 detectando una fuga de aire comprimido
El software de la FLIR Si124 la diferencia de otras cámaras de imágenes acústicas. El software de escritorio FLIR Thermal Studio Suite ofrece una ventaja añadida para el sector de la pasta y el papel al integrar las imágenes térmicas y acústicas en un único informe. Esta doble funcionalidad mejora la toma de decisiones de mantenimiento al tiempo que elimina la necesidad de aprender varias plataformas de software.
Además, mediante el servicio en la nube gratuito FLIR Acoustic Camera Viewer, las capturas de imágenes se cargan rápidamente a través de Wi-Fi y se analizan en profundidad, lo que facilita la cuantificación de las fugas de aire comprimido, incluido el coste estimado de la fuga. Esta función permite a los departamentos de mantenimiento priorizar las reparaciones y facilita a los responsables de mantenimiento demostrar el impacto de su equipo en los resultados de una empresa.
Además, la FLIR Si124 es extremadamente fácil de usar y requiere una formación mínima. Al integrarlo en las rutinas de mantenimiento habituales, los profesionales pueden identificar rápidamente los problemas y garantizar la continuidad de las operaciones de alimentación y fabricación.
Prácticas recomendadas para el uso de cámaras de imágenes acústicas en fábricas de pasta y papel
Para maximizar la eficacia de las cámaras de imágenes acústicas en la detección de fugas de aire comprimido en fábricas de pulpa y papel, es importante seguir las mejores prácticas en su uso. Estas prácticas incluyen:
Realización de inspecciones periódicas de detección de fugas
Para garantizar que las fugas de aire comprimido se identifican y reparan a tiempo, las fábricas deben realizar inspecciones periódicas de detección de fugas con cámaras de imágenes acústicas. La frecuencia de estas inspecciones puede variar en función del tamaño y la complejidad de la planta, así como de la antigüedad y el estado del sistema de aire comprimido. Sin embargo, se recomienda que las fábricas realicen inspecciones al menos una vez al año para garantizar que las fugas se detectan y reparan a tiempo.
Colocación adecuada de la cámara
La eficacia de las cámaras de imágenes acústicas para detectar fugas de aire comprimido puede verse afectada por su colocación. Para garantizar una detección de fugas precisa y fiable, las cámaras de imágenes acústicas deben tener una línea de visión en las zonas donde es más probable que se produzcan fugas, como en las juntas de las tuberías o en zonas de difícil acceso.
Siete ventajas de utilizar una cámara de imagen acústica para la detección de fugas de aire en fábricas de pasta y papel
- Ahorro de dinero y garantía de continuidad operativa y calidad uniforme mediante la localización a tiempo de fugas de aire comprimido ocultas.
- Escaneando grandes áreas rápidamente y localizando problemas críticos con precisión para ahorrar tiempo, energía y costes.
- Requiere una formación mínima y es fácil de incorporar a los ciclos de mantenimiento.
- Proporcionar resultados en tiempo real y datos procesables para planes de mantenimiento y reparación mediante análisis basados en aprendizaje automático.
- Permite a los profesionales completar sus inspecciones 10 veces más rápido que con los métodos tradicionales.
- La analítica avanzada separa la firma sonora de la fuga del ruido de fondo, lo que permite detectar fugas de aire incluso en entornos ruidosos.
- Permite realizar un mantenimiento basado en el estado en fábricas de pasta y papel de forma eficaz y sin detener el funcionamiento, ya que la cámara sin contacto funciona desde una distancia operativa de 0,3 m hasta 130 m.
Conclusión
Las fugas de aire comprimido pueden ser una fuente importante de derroche de energía, pérdida de productividad y aumento de los costes de explotación en las fábricas de pasta y papel. Sin embargo, mediante el uso de cámaras de imágenes acústicas para detectar y reparar fugas, las fábricas pueden conseguir importantes ahorros de costes, mejoras de la eficiencia energética y mejoras de la seguridad. Siguiendo las mejores prácticas para el uso de cámaras de imágenes acústicas, las fábricas pueden garantizar que sus sistemas de aire comprimido funcionan con la máxima eficiencia, maximizando la productividad y rentabilidad de sus operaciones.
Preguntas Frecuentes
El aire comprimido se utiliza para diversos fines en las fábricas de pasta y papel, como el manejo de herramientas neumáticas, el control de válvulas y el transporte de materiales.
Las fugas de aire comprimido pueden provocar un derroche de energía, una reducción de la productividad y un aumento de los costes de explotación.
La imagen acústica es una tecnología de imagen no destructiva que utiliza ondas sonoras para crear imágenes.
Las cámaras de imágenes acústicas detectan fugas de aire comprimido escuchando el sonido del aire que escapa de una fuga, que puede distinguirse del ruido industrial de fondo.
El uso de cámaras de imagen acústica puede aumentar la eficiencia energética, mejorar la productividad, ahorrar costes y mejorar la seguridad.
Las cámaras de imagen acústica son más eficaces que los métodos tradicionales de detección de fugas, como las inspecciones ultrasónicas con un solo transductor y las inspecciones visuales, porque pueden detectar fugas difíciles de localizar con otros métodos.
Sí, las cámaras de imágenes acústicas pueden utilizarse para detectar fugas de aire comprimido y gas en una amplia gama de instalaciones industriales, como plantas de fabricación, refinerías e instalaciones de procesamiento químico.
La cuantía del ahorro puede variar en función del tamaño y la complejidad de la fábrica, pero los estudios han demostrado que el uso de cámaras de imágenes acústicas puede reducir el consumo de aire comprimido hasta en un 25%.
No, el uso de cámaras de imagen acústica en fábricas de pasta y papel es seguro y no supone ningún riesgo adicional para la seguridad de los trabajadores más allá de los asociados al funcionamiento del sistema de aire comprimido.
La frecuencia de las inspecciones de detección de fugas puede variar en función del tamaño y la complejidad de la fábrica, así como de la antigüedad y el estado del sistema de aire comprimido. Sin embargo, se recomienda que las fábricas realicen inspecciones al menos una vez al año para garantizar que las fugas se detectan y reparan a tiempo.
Si necesitas más información sobre las cámaras de imágenes acústicas por utrasonido, ponte en contacto con nuestros técnicos mediante correo electrónico o llamando al 91 159 39 78 | 93 706 36 79
Cómo detectar fugas de aire comprimido más rápidamente con imágenes acústicas
Cómo detectar fugas de aire comprimido más rápidamente con imágenes acústicas
Reducir los gastos energéticos encontrando fugas con la FLIR Si124
Ahorra en gastos energéticos con la cámara de imágenes acústicas por ultrasonido, FLIR Si124.
Imágenes acústicas con FLIR Si124
La cámara industrial de imágenes acústicas FLIR Si124 produce una imagen acústica precisa que se superpone en tiempo real sobre la imagen de una cámara digital.
