Análisis de la temperatura del horno: mejora de la calidad del producto y ESG

Análisis de la temperatura del horno: mejora de la calidad del producto y ESG

• Resumen

Análisis de la temperatura del horno: mejora de la calidad del producto y ESG
Tipos de hornos para cada sector de la industria manufacturera
La importancia del análisis de temperatura
Tipos de análisis de temperatura en hornos industriales
Control de temperatura y ESG: ¿cuál es la conexión?

Análisis de la temperatura del horno: mejora de la calidad del producto y ESG

Los hornos industriales desempeñan un papel crucial en muchos sectores manufactureros, ya que son esenciales para los procesos de calentamiento, moldeo, secado y manipulación de materiales. El uso de esta maquinaria es antiguo, se remonta a la antigua China, durante la dinastía Shang (1600-1046 a.C.). Un poco más tarde, en la dinastía Han (206 a.C. – 220 d.C.), fue capaz de alcanzar temperaturas de hasta 1200º para la producción de hierro fundido. En la antigua Grecia y Roma, se construyeron con cámaras separadas para la cocción y la ventilación, lo que mejoró el control de la temperatura durante el proceso. Esta técnica se desarrolló para la producción de cerámica y vidrio.

Su desarrollo continuó en la Edad Media, ya que, en la Europa medieval, se comenzó a construir hornos de mampostería utilizando ladrillos y tejas, que también permitían el control del calor y el humo. En ese momento, la atención se centraba en la producción de metales y vidrio.

Con el advenimiento de la Revolución Industrial, la invención del horno de carbón  por Jordan Mott  en 1833 marcó un avance significativo. Estos hornos eran más eficientes y permitían la producción a gran escala. También, en 1826, se patentó el horno de gas, convirtiéndose en un elemento común en los hogares e industrias en el siglo XX.

A raíz de esto, la introducción de los hornos eléctricos, creados en 1882 por el canadiense Thomas Ahearn, revolucionó la industria. Este nuevo invento permitió un control preciso de la temperatura, además de ser más seguro y eficiente. En los hornos de gas, este mismo proceso ocurre ajustando la cantidad de gas y aire suministrado a los quemadores. En la actualidad, los hornos industriales utilizan tecnologías avanzadas, como los hornos de inducción y de atmósfera controlada, para procesos específicos que requieren alta precisión y eficiencia energética.

Tipos de hornos para cada sector de la industria manufacturera

Cada proceso tiene una necesidad específica, ya que cada producto requiere condiciones específicas de temperatura y atmósfera para su producción. Esta característica justifica la variabilidad de los hornos utilizados en la industria manufacturera, tales como:

• Industria metalúrgica: en este sector, los hornos más utilizados son los hornos de arco eléctrico, los hornos de inducción y los hornos de resistencia. El primero utiliza arcos eléctricos para alcanzar rápidamente altas temperaturas y fundir metales en grandes cantidades. Los hornos de inducción, por otro lado, realizan un calentamiento rápido sin contacto directo con el material. Esto es ideal para fundir metales no ferrosos donde la pureza del material es importante. Por último, los hornos de resistencia son comunes en los tratamientos de calor y recocido, donde la precisión de la temperatura y la uniformidad del calentamiento son cruciales.
• Industria alimentaria: los hornos de túnel industriales son los más utilizados en el secado, tostado y procesamiento térmico de alimentos. Permiten la producción en masa y la cocción uniforme de alimentos como galletas y tostadas. Con túneles largos, los productos se transportan a través de diferentes zonas de temperatura.
• Industria química: los hornos se utilizan en procesos de calcinación, sinterización y descomposición térmica para la fabricación de productos químicos. Aquí, los hornos rotatorios utilizan cilindros para calentar los materiales de manera uniforme. Los tipos de lecho fluidizado transfieren el calor a través de partículas fluidizadas, lo que garantiza la eficiencia térmica.
• Industria automotriz: los hornos se utilizan en el tratamiento térmico de componentes de automoción, como el endurecimiento de piezas metálicas y el curado de recubrimientos. Así, se utilizan hornos de atmósfera controlada para evitar reacciones no deseadas como la oxidación.
• Industria cerámica y del vidrio: los hornos llevan a cabo la cocción, fusión y conformación de la cerámica del vidrio, y el tratamiento térmico para el endurecimiento. En este caso, los hornos de fusión o de túnel son el tipo de equipo utilizado, donde el control preciso de la temperatura en cada zona garantiza la calidad del producto y evita roturas.

La importancia del análisis de temperatura

La conexión entre innovación y calidad es estrecha. Según datos del IBGE (2021), el 70,5% de las industrias con más de 100 empleados innovaron en 2021. Este número está relacionado con el hecho de que la calidad está directamente relacionada con la satisfacción de las necesidades y expectativas individuales de los clientes.  Por lo tanto, en el proceso de gestión, es necesario implementar mecanismos innovadores que den fe de la calidad del proceso productivo, para consecuentemente seguir siendo competitivos en el mercado.

Para gestionar procesos, asegurar la calidad y tomar decisiones con mayor precisión, es necesario explorar la información generada en el proceso, como la temperatura de la operación, buscando interpretarla con precisión. Para ello,   se utilizan tecnologías y herramientas que recopilan, procesan y permiten la visualización de datos de forma clara para identificar inconsistencias y mejorar la calidad de los procesos.

Además, el monitoreo de los indicadores de temperatura aborda los problemas de eficiencia energética, lo que permite ahorrar energía y reducir los costos operativos.

La importancia de este tipo de análisis radica también en el saludo a las estrategias ESG. La temperatura de los hornos está estrechamente relacionada con la emisión de gases de efecto invernadero. Este control minimiza la emisión de gases como el monóxido de carbono (CO) y el dióxido de carbono (CO₂). Esto contribuye al cumplimiento de normas medioambientales como la ISO 14064 y al desarrollo sostenible en los procesos industriales.

Por último, la recopilación de datos de temperatura contribuye a controlar la vida útil de los equipos, reduciendo la necesidad de mantenimiento frecuente y otros costes asociados. Menos requisitos de mantenimiento dan como resultado una mayor consistencia de la producción. Durante la reproducibilidad, los procesos que requieren temperaturas específicas se basan en un control estricto para garantizar que cada lote de producción cumpla con los estándares de calidad. Algunos de ellos son la fundición de metales, la sinterización de cerámica y la cocción de alimentos.

Tipos de análisis de temperatura en hornos industriales

• Industria manufacturera de alimentos

El análisis de temperatura de los hornos está presente en procesos como la cocción de galletas, tostadas y pan. También se utiliza durante la pasteurización, para eliminar patógenos sin dañar el sabor y la textura de los alimentos.

Esto se traduce en un mejor control de calidad al correlacionar las variaciones de temperatura con los defectos en el producto final. En un horno de túnel, cada zona de horneado tiene una función específica en la preparación de la receta. En las zonas de precalentamiento, la masa se expande, por lo que el control de la temperatura afecta directamente al pesaje del paquete final.

• Industria minera y metalúrgica

Durante la extracción de minerales, los hornos se utilizan en la calcinación, para separar y eliminar las impurezas de los minerales. Posteriormente, para la fundición de metales, se utiliza para la refinación y producción de metales utilizables.

El análisis de temperatura de los hornos ayuda en la predicción del mantenimiento. Por ejemplo, los patrones de aumento gradual de 5ºC en la temperatura media del equipo preceden a fallos en el revestimiento refractario.

• Industria cerámica

En este sector, el ajuste de la temperatura durante la cocción de la cerámica evita grietas y garantiza la uniformidad de los productos. Además, durante el esmaltado, este indicador es esencial para obtener la adherencia y el acabado.

Además de centrarse en la calidad, la optimización de procesos se logra mediante el análisis de datos históricos para mejorar los ciclos de calefacción y refrigeración. El ajuste de los parámetros de temperatura para reducir el tiempo aumenta la producción sin comprometer la calidad.

• Industria química

Los hornos se utilizan en la destilación, donde el ajuste de la temperatura es esencial para separar con precisión los componentes químicos. Este control también evita reacciones químicas no deseadas.

Es posible correlacionar períodos de alta eficiencia energética con las condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, el funcionamiento del horno por la noche puede consumir menos energía debido a las menores pérdidas térmicas en el entorno externo.

Control de temperatura y ESG: ¿cuál es la conexión?

Según CNN Brasil (2024), las inversiones centradas en ESG —con indicadores ambientales, sociales y de gobernanza— representan más de un tercio del total de los activos bajo gestión. Este escenario puede crecer y alcanzar US$ 53 billones (aproximadamente R$ 273 billones) para 2025. Asimismo, según el mismo canal periodístico, las organizaciones con malas calificaciones ESG pueden encontrar barreras a la hora de buscar inversión externa. Esto se debe a que los informes de las agencias de calificación son utilizados por los inversores como un punto clave para sus decisiones. Este dato enlaza con otro dato. Según SAP (2022), en 2022, el 69% de las grandes industrias de América Latina ya contaban con una estrategia ESG. El control de los indicadores de temperatura contribuye a este escenario.

Desde el punto de vista medioambiental, el control preciso de la temperatura ayuda a reducir el consumo de energía, lo que disminuye las emisiones de gases de efecto invernadero. Además, la eficiencia energética contribuye a la conservación de los recursos naturales y a la minimización del impacto ambiental de las operaciones industriales.

En el ámbito social, mantener la temperatura adecuada en los hornos industriales mejora la seguridad de los trabajadores al prevenir riesgos de sobrecalentamiento y accidentes industriales. Además, como ya se ha mencionado, la calidad del producto final está garantizada, ayudando a cumplir con normas como la ISO 9001, lo que refuerza la reputación de la empresa.

Por último, en el ámbito de la gobernanza, el seguimiento continuo y la transparencia de los datos de temperatura son esenciales. Las organizaciones que adoptan prácticas de supervisión rigurosas demuestran un compromiso con el cumplimiento normativo y la responsabilidad corporativa. La divulgación de datos confiables a través de informes de sostenibilidad es una práctica recomendada por los estándares internacionales. El GRI (Global Reporting Initiative) y el SASB (Sustainability Accounting Standards Board) son ejemplos de ello. Conozca más sobre los análisis centrados en ESG aplicados a escenarios reales en la industria química.