Evaluation of energy saving technologies in the production of ceramic tiles

ilustraciones, diagramasLa industria cerámica y en particular el subsector de baldosas es intensiva en el consumo de energía, tanto térmica como eléctrica, lo que también le implica un alto grado de emisiones de CO2 al ambiente. En un marco donde la energía puede llegar a representar el 30% de los costos de producción de este subsector, junto con una regulación creciente en el tema de emisiones, buscar las tecnologías o iniciativas de ahorro energético más adecuadas, se constituye como una de las mejores soluciones disponibles con beneficios económicos y ambientales. Durante los últimos 20 años se ha abordado el tema de ahorro energético, inicialmente impulsado por el tema económico y variación de los precios de los energéticos, en la actualidad impulsado principalmente por el tema ambiental y compromisos de reducción de emisiones. Los trabajos desarrollados se enfocaron especialmente en el ahorro térmico, por ser el energético de mayor uso (80%) y donde se presentaban las mayores oportunidades de mejora. Se ha explorado la recuperación de aire caliente de los hornos, la cogeneración, cambio de quemadores e implementación del ciclo Rankine orgánico entre otras. Sin embargo, las tecnologías o iniciativas relacionadas con la energía eléctrica son muy escasas, con el agravante de que a pesar de contribuir únicamente con el 20% de la matriz energética su peso en costo total de la energía llega al 50%. Identificar las principales tecnologías de ahorro de energía y sus avances en un entorno cambiante, permitirá a las industrias tomar mejores decisiones en su implementación en el proceso productivo, garantizando su competitividad, simbiosis con el ambiente y sostenibilidad en el tiempo. El presente trabajo tiene como objetivo determinar la reducción del consumo de energía en el proceso productivo de baldosas cerámicas, asociado a las principales tecnologías de ahorro energético de la industria cerámica, recolectadas mediante una revisión de literatura. Para lograr este objetivo, se realiza una revisión de publicaciones (2001 a 2021) que permiten identificar el proceso productivo, los consumos energéticos del proceso y las iniciativas o tecnologías de ahorro energético para su posterior evaluación. Los hallazgos muestran que, respecto del estado inicial de consumo, el cambio de vía de producción de húmeda a seca genera ahorros térmicos y eléctricos del 70%, la recuperación de calor residual de los hornos de quema permite la reducción del 70% del consumo térmico en el proceso de secado, en la etapa de quemado, el enriquecimiento del aire de combustión con oxígeno logra ahorros del 30% de combustible. Las anteriores tecnologías y medidas se constituyen como las de mayor ahorro energético, mientras que la programación de la producción y el adecuado aislamiento de los hornos son medidas de baja o nula inversión que garantizan ahorros térmicos del 16% y 15% respectivamente, asociados a la gestión de los recursos disponibles. (Texto tomado de la fuente)Ceramic industry, specifically the floor tile sector is intensive in energy consumption, both thermal and electrical, which also implies a high degree of CO2 emission into the environment. In a framework where energy can represent up to 30% of the production costs of this subsector, and growing regulation in the emissions topic, finding the most appropriate energy saving technologies or initiatives constitute one of the best available solutions with economic and environmental benefits. Throughout the last 20 years the issue of energy saving has been leaded by the economic field and variation in energy prices and now driven mainly by the environmental concern and commitment to reduce emissions. Projects carried out focused primarly on thermal savings, as it was the most widely used energy source (80%) and where the greatest opportunities for improvement were conferred. Recovery of hot air from the furnaces, cogeneration, change of burners and implementation of the organic Rankine cycle have been explored among others. However, technologies and initiatives related to electrical energy are very limited, with the aggravating circumstance that despite contributing only to 20% of the energy matrix, the total weight of electricity in cost reaches up to 50%. Identifying the main energy saving technologies and their advances in a changing environment, will allow the industries to make better decisions in their implementation in the production process, guaranteeing their competitiveness, symbiosis with the environment and sustainability over time. This paper aims at determining the reduction in energy consumption in the floor tile productive process, based on the major energy saving technologies in the ceramic industry, through a literature review. To achieve this goal, a review of publications made from 2001 to 2021 in order to identify the productive procedure, its energy consumption and the energy saving initiatives or technologies for later evaluation. Findings revealed that, regarding to the initial state of consumption, the variation of production route from wet to dry generates thermal and electrical savings of 70%, that recovery of residual heat from the burning furnaces, allow the reduction of 70% of the thermal consumption in the drying process, and in the firing stage, the enrichment of combustion air with oxygen achieves 30% fuel savings. The previously mentioned technologies and measures are those with the greatest energy savings, while production scheduling and adequate insulation of the kilns are measures of low or null investment that guarantee termal savings of 16% and 15% respectively, associated with the management of available resources.MaestríaMagíster en Ingeniería - Sistemas EnergéticosÁrea Curricular de Ingeniería de Sistemas e Informátic