Más allá de la máquina: cómo potenciar el rendimiento de la planta

A menudo, las fábricas se modernizan máquina por máquina. Pero funcionan como un todo. Es posible que tanto un sistema de refrigeración como un secador funcionen de manera eficiente, pero que, al mismo tiempo, se desaproveche una oportunidad: uno elimina el calor que el otro necesita. O bien, es posible que los equipos funcionen exactamente según lo previsto, pero que los requisitos de producción hayan cambiado. Tampoco se trata de una iniciativa puntual. Para mejorar el rendimiento de la planta, lo primero es identificar las oportunidades correctas, lo siguiente es llevar a cabo una implementación integrada y, por último, depende de la mejora de las operaciones a lo largo del tiempo. Esta es la idea en la que se basa Better Journey de GEA: Think Better, Build Better y Run Better.

Tres proyectos lácteos ilustran lo que esto significa en la práctica. En Arla Foods, un análisis más amplio de los flujos de energía puso de manifiesto una oportunidad que iba más allá de la propia torre de atomización. En Aurivo, los sistemas de procesado, calentamiento y refrigeración se diseñaron en torno unos de otros, lo que prácticamente eliminó la necesidad de quemar fueloil para la pasteurización. En la Asociación de Productores de Leche de Míchigan (MMPA), los datos y el soporte continuo de expertos están contribuyendo a mantener y mejorar el rendimiento de los secadores a lo largo del tiempo.

Plantas diferentes, retos distintos, pero un enfoque común: analizar el panorama general, convertirlo en una solución integrada y seguir mejorando a medida que cambian las necesidades de producción.

Think Better: Plantear las preguntas adecuadas

En la fábrica de leche en polvo AKAFA de Arla, situada en Dinamarca, Arla y GEA no se limitaron a considerar únicamente el secador, sino que analizaron la fábrica en su conjunto. Una auditoría energética integral realizada en 2018 puso de manifiesto una oportunidad: La torre de atomización necesitaba grandes cantidades de calor, mientras que otras partes de la planta necesitaban refrigeración. Dos exigencias distintas que podrían formar parte de una misma solución.

Arla y GEA lograron una primicia mundial al integrar una bomba de calor a alta temperatura GEA AddCool® en una torre de atomización para lácteos operativa. La energía recuperada del enfriamiento podría ahora mejorarse y volver a aprovecharse como calor útil. El sistema reduce en un 59 % el consumo de gas natural necesario para generar el aire caliente que se utiliza en el secado por atomización; cuando funciona con energía renovable, reduce las emisiones de CO₂ en unas 1.500 toneladas métricas al año.

Tal y como afirma Line Brandt Pedersen, directora de sostenibilidad de la cadena de suministro de Arla Foods: “Un aprendizaje clave del proyecto AKAFA es que la sostenibilidad y el rendimiento, incluido el financiero, pueden ir de la mano”. El proyecto se inició centrándose en las emisiones, pero, en última instancia, la solución debía ser eficaz en los tres frentes.

Build Better: Poner en práctica la visión global

En Aurivo, en Irlanda, un enfoque similar hizo que las calderas de fueloil quedaran prácticamente en desuso para la pasteurización. Durante una importante modernización de la planta lechera de Aurivo en Killygordon, GEA se encargó de instalar un pasteurizador de mayor capacidad y otros equipos de procesado de líquidos, al tiempo que sustituía un sistema de refrigeración obsoleto. Eso creó la oportunidad de diseñar los sistemas en torno unos de otros.

En lugar de limitarse a descartar el calor eliminado durante la refrigeración, GEA ha integrado una bomba de calor para recuperar esa energía y elevarla a una temperatura útil. A continuación, se utilizaría agua caliente a unos 78 grados Celsius para la pasteurización. “No nos limitamos a suministrar una bomba de calor o un pasteurizador, sino que optimizamos el pasteurizador para adaptarlo a la aplicación de la bomba de calor”, explica Kenneth Hoffmann, director de producto de bombas de calor en GEA. Las calderas de fueloil funcionan ahora aproximadamente una hora a la semana, el tiempo justo para poner en marcha cada ciclo de proceso.

Además, los ingenieros tuvieron que trabajar sin interrumpir el funcionamiento de una granja lechera en plena producción; por ello, era fundamental una coordinación minuciosa. “Uno de nuestros mayores temores era sufrir un tiempo de inactividad prolongado y no poder cumplir con nuestros clientes”, recuerda Stephen Carlin, director de ingeniería de Aurivo. Afirmó que no se produjo ninguna alteración en la capacidad de procesamiento de la leche ni en su calidad durante la puesta en servicio.

La ampliación de las instalaciones permitió reducir las emisiones de CO₂ en la planta de Killygordon en un 80 %. En los procesos de transformación, calentamiento y refrigeración, el consumo energético se redujo en torno al 12 %, mientras que la capacidad por hora de procesado de leche aumentó un 80 % y el ahorro anual en costes de explotación superó los €347 000 €.

Incluso una planta bien diseñada no se mantiene optimizada por sí sola. Los productos, volúmenes y condiciones de funcionamiento siguen cambiando, lo que significa que la optimización también debe continuar.

Run Better: Mejorando con el tiempo

En la planta de MMPA situada en Ovid, Míchigan, la rotación de personal estaba contribuyendo a un rendimiento irregular de las torres de atomización. El sistema avanzado de control de procesos GEA OptiPartner logró que el rendimiento dependiera menos del operario concreto al combinar un modelo matemático del secador con datos operativos en tiempo real. El sistema ajusta automáticamente parámetros de funcionamiento como la temperatura y el caudal de aire, encargándose de gran parte de los valores precisos y constantes necesarios para mantener la producción cerca de su nivel óptimo.

Las mejoras se hicieron patentes en todo el proceso: la productividad aumentó y el consumo específico de energía del secador se redujo en un 6,4 %. Estas mejoras se han mantenido desde que se instaló OptiPartner en 2021. Sin embargo, el sistema en sí no es estático. Puede ir evolucionando a medida que cambian las recetas, se reconfigura el equipo o varían las prioridades de producción.

GEA combina OptiPartner con Performance Care, un servicio de suscripción destinado a optimización continua. Un especialista de GEA asignado a la planta colabora con el equipo a lo largo del tiempo, utilizando los datos de rendimiento para ajustar los parámetros operativos, resolver problemas e identificar nuevas oportunidades. Tal y como afirma Kristina Uhd, especialista en optimización digital de GEA: “En realidad, nuestro trabajo comienza tras la puesta en servicio”. Y para Gasper Calandrino, director de ingeniería de MMPA, esa relación continua es fundamental: “La gran ganancia para nosotros es que tenemos un recurso siempre comprometido con el rendimiento del sistema y del proceso”.

La próxima oportunidad

Estos proyectos reflejan la realidad actual del rendimiento de las plantas. Una fábrica no es solo un conjunto de máquinas, sino un sistema de procesos que interactúan entre sí —y que está en constante evolución. Es posible que una planta que se optimizó hace cinco años esté desempeñando ahora una función ligeramente diferente.

Tampoco es necesario que cada mejora implique una nueva instalación de gran envergadura —o un nuevo algoritmo. A lo largo de la vida útil de una planta, pueden surgir oportunidades por medio del mantenimiento, la mejora de los equipos, las adaptaciones o, simplemente, al revisar un proceso diseñado años atrás. La puesta en servicio es un hito importante, pero no es la última decisión en cuanto a eficiencia que una planta tendrá que tomar.

Y el trabajo continúa con los tres clientes. Arla y GEA están estudiando la posibilidad de llevar a cabo una implantación por fases de nuevas torres de atomización en las instalaciones de AKAFA. En Aurivo, el proyecto ha pasado de la fase de construcción a la de operación, y GEA se encarga del servicio de mantenimiento, monitoreo y optimización continuos. Y en MMPA, la experiencia adquirida con el control avanzado de procesos en las torres de atomización apunta a la siguiente oportunidad: ampliar este enfoque a sus evaporadores.

En cada caso, un paso ha dado lugar al siguiente. El mejor rendimiento de una planta no se consigue solo con una sola tecnología o decisión. Se obtiene al conectar todo el proceso. Juntos, los tres proyectos muestran cómo se relacionan Think Better, Build Better y Run Better: Comprender toda la planta determina lo que se construye, y la experiencia adquirida al ponerla en funcionamiento indica dónde buscar después.

Dado que una planta nunca se queda estancada, tampoco lo hace el trabajo destinado a mejorarla.