En Europa, el 40 % de toda el agua dulce la consume la industria. Junto con las industrias alimentaria, química, metalúrgica primaria y de refino de petróleo, la industria papelera es una de las que más agua consume. En Eslovenia y Suecia, la industria papelera es incluso la mayor consumidora de agua industrial.
En los últimos diez años, los costes del agua se han más que duplicado en algunas zonas, lo que ha llevado a la industria papelera a analizar detenidamente este gasto. Si se incluyen los costes de eliminación de aguas residuales, la cifra es aún más significativa.
El desgaste de las boquillas supone un desperdicio de agua
Las boquillas de pulverización son el núcleo de todas las aplicaciones que utilizan agua en toda la fábrica
. Estos componentes, aparentemente sencillos, tienen un impacto significativo en el rendimiento y los costes operativos en procesos como la humidificación, la limpieza, la lubricación, el recorte de bordes, el blanqueo, el desmoldeo, el encolado y docenas de otras aplicaciones.
A medida que las boquillas de pulverización se desgastan, sus orificios se agrandan y, a una presión determinada, el caudal aumenta. Incluso un desgaste leve de las boquillas, que no se puede detectar a simple vista, puede suponer un enorme derroche, con un coste anual de decenas, y a veces cientos, de miles de dólares en mayores gastos de funcionamiento.
Las boquillas desgastadas que pulverizan por encima de su capacidad desperdician algo más que agua: los costes de electricidad aumentarán debido al funcionamiento excesivo de las bombas, y no debemos pasar por alto los costes de consumo de productos químicos, que también se incrementarán. A continuación se ilustran solo dos ejemplos de lo rápido que pueden aumentar los costes.
Ejemplo 1. Aumento de los gastos de funcionamiento de la ducha de la sección de secado
Una ducha con 70 boquillas que pulverizan un agente desmoldeante sobre el fieltro del secador.
| Boquillas nuevas | Boquillas desgastadas en un 15 % | |
| Agua | 5.335 € | 6.135 € |
| Productos químicos | 46 800 | 53 820 |
| Electricidad | 2.667 € | 3.118 |
| Total | 54 802 € | 63 073 € |
| Aumento del gasto por una ducha | 8.271 € |
Por lo tanto, cualquier instalación con seis duchas en la zona seca se enfrentaría a un aumento de los costes de casi 50 000 € al año.
Ejemplo 2. Ducha defectuosa: aumento de los gastos de funcionamiento
Una ducha con 72 boquillas en la zona seca de una sección de prensado que funciona al 15 % por encima de su capacidad debido al desgaste de las boquillas.
| Consumo adicional de agua al año | 124 570 640,9 litros |
| Aumento anual del coste del agua y la electricidad para el funcionamiento de la bomba de una ducha | 65 156 € |
En una instalación que cuenta con diez duchas, el dinero que se desperdicia cada año supera rápidamente el medio millón de euros.
Formas de reducir el consumo de agua:
1: Sustituir periódicamente las boquillas de rociado desgastadas
Las boquillas de rociado desgastadas son un problema habitual en la fabricación de pasta y papel, debido en gran medida a los productos químicos y al agua que se utilizan. Muchas fábricas sustituyen sus boquillas rociadoras anualmente. Sin embargo, dependiendo del número y el tipo de operaciones de rociado, el coste de las boquillas de recambio puede ser muy inferior al coste del agua desperdiciada, incluso si las boquillas solo están desgastadas entre un 15 % y un 20 %.
Lista de comprobación para el mantenimiento de las boquillas de pulverización
❏ CAUDAL – CADA BOQUILLA
Bombas centrífugas: Supervise las lecturas del caudalímetro para detectar aumentos, o recoja y mida el chorro de la boquilla durante un periodo de tiempo determinado a una presión específica. A continuación, compare estas lecturas con los caudales indicados en el catálogo del fabricante o compárelas con las lecturas de caudal de boquillas nuevas sin usar.
Bombas de desplazamiento positivo: Supervise la presión de la línea de líquido para detectar descensos; el caudal se mantendrá constante.
❏ PRESIÓN DE PULVERIZACIÓN
En bombas centrífugas con colector de boquillas: compruebe si se producen aumentos en el volumen de líquido pulverizado. (Es probable que la presión de pulverización se mantenga igual)
. Bombas de desplazamiento positivo: compruebe en el manómetro si se producen descensos de presión y una reducción del impacto en las superficies pulverizadas. (Es probable que el volumen de líquido pulverizado se mantenga igual). Además, compruebe si se producen aumentos de presión debidos a boquillas obstruidas. Realice una inspección visual para detectar cambios en la cobertura de pulverización.
❏ TAMAÑO DE LAS GOTAS
Examine los resultados de la aplicación para detectar cambios. En la mayoría de las aplicaciones, el aumento del tamaño de las gotas no se puede detectar a simple vista. Un aumento del caudal o una disminución de la presión de pulverización afectarán al tamaño de las gotas.
❏ IMPACTO
Examine los resultados de la aplicación para detectar un desgaste prematuro del tejido y/o problemas de calidad del papel. Esto puede indicar un aumento del impacto que no se puede detectar a simple vista.
❏ PATRÓN DE PULVERIZACIÓN
Inspeccione visualmente cada boquilla para detectar cambios en la uniformidad del patrón. Compruebe el ángulo de pulverización con un transportador. Mida la anchura del patrón de pulverización en la superficie pulverizada.
2: Cambie el material de la boquilla para prolongar su vida útil y garantizar un rendimiento óptimo
Las boquillas fabricadas con materiales más duros suelen ofrecer una mayor vida útil. Además de los materiales estándar, como el latón y el acero inoxidable, a menudo se dispone de boquillas de pulverización más duraderas fabricadas con materiales especiales, carburos o con orificios de rubí.
Las boquillas con orificio de rubí sintético se utilizan con frecuencia para el recorte de bandas, ya que proporcionan una precisión de pulverización superior para obtener un borde nítido y definido, y una resistencia al desgaste hasta 2.000 veces mayor que la del latón. Además, el chorro se mantiene constante incluso en las primeras fases del desgaste.
Muchas boquillas de ducha de chorro sólido también están disponibles con orificios de rubí o zafiro. Mantener la integridad del chorro a un alto nivel durante más tiempo significa una mejor limpieza de los tejidos durante un periodo de tiempo más prolongado.
La figura 2 muestra los índices estándar de resistencia a la abrasión de muchos de estos materiales para ayudarle a determinar si debería plantearse un cambio.
| Material de la boquilla pulverizadora | Índice de resistencia |
| Aluminio | 1 |
| Latón | 1 |
| Polipropileno | 1 – 2 |
| Acero | 1,5 – 2 |
| Monel® | 2 – 3 |
| Acero inoxidable | 4 – 6 |
| Hastelloy® | 4 – 6 |
| Acero inoxidable endurecido | 10 – 15 |
| Stellite® | 10 – 15 |
| Carburo de silicio (ligado con nitruro) | 90 – 130 |
| Cerámica | 90 – 200 |
| Carburos | 180 – 250 |
| Rubí o zafiro sintético | 600 – 2.000 |
3: Reducir la presión de pulverización si el rendimiento
Aunque no siempre es posible, reducir la presión (lo que disminuirá la velocidad del líquido al pasar por el orificio) puede ayudar a reducir la velocidad a la que se desgasta el orificio.
4: Utilice boquillas autolimpiantes o filtros para proteger las boquillas y minimizar el desgaste
En muchas aplicaciones, el deterioro y la obstrucción de los orificios se deben a partículas sólidas de suciedad presentes en el líquido pulverizado. Esto es especialmente habitual en sistemas que utilizan la recirculación continua del agua de pulverización. En un proceso de producción medio, el reciclaje del agua permite aproximadamente 17 usos antes de su vertido, frente a uno o dos usos sin recirculación.
Las boquillas autolimpiantes presentan un diseño de tipo pistón. Cuando la presión de la línea es baja, el pistón se retrae para purgar los residuos del orificio de la boquilla. Las boquillas autolimpiantes son ideales para su uso en duchas con alto contenido de sólidos en el agua y también en el interior de máquinas de papel, debido a su diseño compacto.
Los filtros, o las boquillas con filtros incorporados, retienen las partículas más grandes e impiden que los residuos entren en el orificio de la boquilla o en el álabe, lo que reduce significativamente el desgaste.
5: Utilice pistolas pulverizadoras en lugar de mangueras abiertas
Para la limpieza en toda la fábrica, utilice pistolas pulverizadoras de baja presión en lugar de mangueras abiertas. Esto puede reducir el consumo de agua en un 50 % o más. Además, asegurarse de que el agua solo esté «abierta» cuando sea realmente necesario reducirá significativamente el desperdicio.
6: Automatice la limpieza de sus cubetas y/o depósitos
Los tanques y las cubas suelen limpiarse manualmente por parte de los trabajadores con mangueras o llenando y vaciando el tanque o la cuba varias veces. Dependiendo del tamaño de la cuba, estos métodos de limpieza pueden consumir cientos de litros de agua cada vez que se limpia la cuba.
Los sistemas automatizados de limpieza de tanques son una alternativa eficaz a la limpieza manual. Algunas fábricas han informado de un ahorro de hasta 50 000 € al año por cada tanque de almacenamiento, simplemente al pasar a la limpieza automatizada.
Los sistemas de limpieza in situ (CIP) utilizan boquillas pulverizadoras para proporcionar una limpieza y un enjuague controlados y exhaustivos. Otras opciones son las lavadoras de tanques de alto impacto, accionadas por fluido o motorizadas, y los sistemas automatizados llave en mano. Además de utilizar una cantidad de agua considerablemente menor que los métodos manuales y de llenado/vaciado, la limpieza automatizada de tanques ofrece muchas otras ventajas, como:
- Una limpieza más rápida y exhaustiva
- Menor uso de productos químicos costosos
- Menores costes de eliminación de residuos
- Mayor seguridad para los trabajadores
- Reducción de los costes de mano de obra y del tiempo de inactividad por mantenimiento.
Los sistemas «llave en mano» integran bombas, sensores, motores y válvulas diseñados para optimizar el rendimiento de las boquillas de limpieza de depósitos. Los sistemas pueden equiparse para recircular el líquido de limpieza en un circuito cerrado, lo que permite reutilizar una parte o la totalidad del agua y de las soluciones químicas de limpieza.
Los sistemas de pulverización optimizados contribuyen a un futuro sostenible y rentable
Las boquillas de pulverización son componentes de precisión diseñados para ofrecer un rendimiento específico en condiciones concretas. El mero hecho de que una boquilla pulverice no significa que esté funcionando de forma óptima.
Cuando las operaciones de rociado y/o humidificación, recubrimiento, limpieza y recorte de banda no están optimizadas, se está agotando un recurso natural valioso; además, pueden surgir muchos otros problemas costosos, tales como:
- Problemas de control de calidad
- Paradas de producción no programadas
- Aumento del mantenimiento
- Mayor consumo de productos químicos costosos y de electricidad
Para garantizar que su sistema funcione con la máxima eficiencia y no desperdicie agua, comience por realizar una auditoría de su sistema de rociado. Normalmente, estas auditorías se ofrecen de forma gratuita y pueden requerir varias horas de trabajo.
La mayoría de los expertos coinciden en que, para garantizar que el mundo disponga de suficiente agua potable en el futuro, es necesario tomar medidas, ¡y hacerlo con determinación! Por el bien de las generaciones futuras, es imprescindible que la práctica de la conservación del agua no se considere una distracción sin importancia. Si desea obtener más información sobre cómo puede reducir el consumo de agua en su fábrica, no dude en ponerse en contacto con nosotros directamente.