Cómo transformar el desempeño energético de una planta cárnica mediante control y automatización

La eficiencia energética dejó de ser únicamente un objetivo de sostenibilidad para convertirse en un indicador crítico de competitividad dentro de la industria cárnica. El incremento sostenido en los costos de energía, las exigencias regulatorias en materia ambiental y la necesidad de mantener procesos térmicos seguros y consistentes están obligando a las plantas procesadoras a replantear la manera en que operan hornos, sistemas de vapor, cámaras térmicas y líneas de cocción.

En este contexto, la optimización energética ya no depende exclusivamente de adquirir equipos nuevos, sino de entender integralmente el comportamiento del proceso.

En la industria cárnica contemporánea, la eficiencia no es simplemente un objetivo deseable, sino una necesidad operativa para mantener la competitividad. La clave del éxito radica en entender que el proceso térmico es el núcleo donde se definen tres variables críticas:

1. calidad del producto

2. costo de producción

3. consumo energético

En el webinar Optimización de Procesos Térmicos en la Industria Cárnica, organizado por el Consejo Mexicano de la Carne (COMECARNE), Pablo Rosario, Gerente General de EPCA, destaca que la distinción entre "cumplir" y "optimizar".

Muchas plantas operan bajo la premisa de que, si el producto alcanza la temperatura interna requerida y pasa las auditorías, el proceso es exitoso. Sin embargo, Rosario advierte que "cumplir no es lo mismo que optimizar".

Mientras que el cumplimiento es obligatorio, la optimización implica reducir los tiempos de proceso, disminuir el consumo de energía y asegurar que cada lote sea idéntico al anterior.

La falta de optimización se manifiesta frecuentemente en procesos que duran más de lo necesario, variabilidad entre lotes y consumos energéticos que superan las expectativas iniciales. Para Rosario, la pregunta no debe ser si el equipo funciona, sino si el proceso está funcionando de la mejor manera posible.

El sistema de vapor: eficiencia en la transferencia de calor

El vapor es el principal medio de transferencia térmica en hornos y equipos de cocción, pero su mala gestión es una de las mayores fuentes de ineficiencia. Rosario identifica problemas recurrentes que deben ser abordados:

1. Dimensionamiento de válvulas y tuberías: Existe una tendencia errónea a sobredimensionar los equipos pensando en futuras expansiones. Un caso real citado por el experto describe cómo un horno de seis carros, que requería un flujo de vapor moderado, estaba equipado con una válvula reguladora de 3 pulgadas capaz de manejar hasta 3 mil 800 kg/h, cuando la demanda real apenas alcanzaba los 670 kg/h. Esta válvula, al trabajar prácticamente cerrada, pierde precisión, sufre un desgaste acelerado de sus componentes internos y genera costos de mantenimiento excesivos. La solución técnica recomendada es validar el consumo real y redimensionar, como en el caso donde se sustituyó una válvula de 3 pulgadas por una de 3/4 de pulgada, logrando estabilidad en la presión y reduciendo drásticamente las fallas.

2. Aislamiento y fugas: La "miopía de mantenimiento" a menudo lleva a normalizar las fugas de vapor y la falta de aislamiento en las tuberías. Una tubería sin aislamiento no solo es un riesgo de seguridad, sino una fuente constante de pérdida de energía radiante que obliga a la caldera a trabajar más.

3. Gestión del condensado: Rosario enfatiza que el condensado nunca debe descargarse a la atmósfera o al drenaje. Este líquido es agua tratada químicamente y ya posee una carga térmica significativa; devolverlo a la caldera ahorra combustible y productos químicos de tratamiento. Si una planta requiere abrir válvulas manualmente para desalojar condensado y que el horno caliente rápido, existe un problema de diseño o una trampa de vapor defectuosa que debe corregirse.

La importancia de la gestión del aire y la humedad

En los hornos de cocción y ahumado, el aire es el vehículo que distribuye el calor. Un flujo de aire inadecuado provoca heterogeneidad en el lote, donde algunos productos alcanzan la cocción deseada mientras otros quedan rezagados o con colores distintos.

Pablo Rosario señala que fallos simples, como ventiladores inoperantes, rompen la uniformidad del proceso y afectan directamente la calidad final.

Asimismo, el control de la humedad y el secado es vital. Sin una gestión precisa del aire, no es posible garantizar que el comportamiento del producto sea consistente ciclo tras ciclo.

En operaciones de cocción y ahumado, el aire define cómo se distribuye la temperatura dentro del horno y cómo llega el calor al producto. Cuando existen ventiladores defectuosos, flujo irregular o zonas muertas, comienzan a aparecer diferencias de cocción entre carros o incluso dentro de un mismo lote.

El control automático frente a la dependencia del operador

Uno de los mayores riesgos en la eficiencia operativa es la dependencia excesiva de la experiencia empírica del operador. El especialista advierte que, en muchas plantas, el proceso térmico se ajusta de forma manual según el criterio de quien esté de turno, lo que elimina la repetitibilidad.

"Sin repetitibilidad no hay optimización real", afirma el experto. Las estrategias recomendadas incluyen:

• Centralización del control: Migrar de controles obsoletos e independientes a sistemas integrados que permitan definir perfiles térmicos y recetas precisas.

• Trazabilidad digital: Los sistemas modernos permiten registrar cada variable del proceso, desde la apertura de puertas hasta caídas de presión de vapor, permitiendo analizar desviaciones con datos reales en lugar de suposiciones.

• Niveles de acceso: Para evitar ajustes arbitrarios, se recomienda configurar niveles de usuario donde el operador solo pueda ejecutar procesos, mientras que la modificación de recetas quede reservada a supervisores o personal de calidad.

Precisión en la medición: el sensor en el núcleo

La optimización comienza con una medición confiable. Rosario señala que es común cometer errores en la ubicación del sensor de núcleo (la sonda que mide la temperatura interna del producto).

Si el operador coloca el sensor en la parte más delgada del producto por conveniencia, el sistema indicará que se alcanzó la temperatura objetivo prematuramente, pero el resto del lote no estará correctamente cocido, lo que obliga a re-procesar y desperdiciar energía.

Es imperativo asegurar que los sensores estén correctamente calibrados y ubicados en el punto crítico del proceso para que los datos que alimentan al sistema de control representen la realidad física del producto.

La correcta ubicación y calibración de sensores permite:

• Reducir sobrecocción

• Eliminar tiempos innecesarios

• Mejorar repetibilidad

• Disminuir desperdicio energético

• Aumentar seguridad alimentaria

Además, Rosario destacó que muchas decisiones siguen dependiendo exclusivamente de la experiencia del operador.

Eficiencia en el aire comprimido

A menudo ignorado en el análisis térmico, el aire comprimido es, según Rosario, la forma de energía más costosa en una planta industrial, ya que solo aproximadamente el 6% de la energía consumida por el compresor se traduce efectivamente en aire comprimido.

Las fugas de aire no solo representan un costo directo, sino que pueden afectar el funcionamiento de las válvulas de control neumáticas, desestabilizando el proceso térmico. El uso de transmisores de presión y alarmas en tiempo real es una práctica recomendada para identificar caídas de presión antes de que afecten el tiempo de cocción.

La optimización del desempeño energético en la industria cárnica no se logra interviniendo un único punto de la cadena. Pablo Rosario resume que la optimización real ocurre cuando se alinean cuatro pilares:

1. medición confiable

2. procesos controlados con perfiles repetibles

3. sistemas de vapor y aire bien dimensionados

4. consumo de energía que refleje una operación bajo control

Finalmente, el éxito de estas estrategias depende de la colaboración interdisciplinaria. El personal de mantenimiento, producción y calidad debe trabajar como un equipo para cruzar la información de consumo energético con los kilos producidos. Solo así se podrá determinar si el consumo de gas, electricidad y vapor hace sentido con la producción real o si existen ineficiencias ocultas que están erosionando la rentabilidad de la planta.