casos de éxito
Eliminar un cuello de botella en la recertificación de botellas: 780 horas liberadas al año y payback en menos de tres meses
Descripción del proyecto
Cómo una de las principales operadoras de gases industriales de España redujo los tiempos de secado de botellas tras pruebas hidrostáticas mediante vapor industrial, optimizando el consumo de nitrógeno y la capacidad operativa de planta junto a Giconmes.
Situación original
¿Qué retos nos planteó el cliente?
El cliente, una de las principales operadoras de gases industriales y medicinales en España, gestiona una flota de más de un millón de botellas de acero al carbono distribuidas entre cinco plantas, cada una de las cuales se ocupa de la logística, el llenado y el mantenimiento de cientos de miles de unidades.
Como exige la normativa europea de equipos a presión, todas estas botellas deben someterse a una prueba hidrostática periódica cada diez o quince años: se llenan de agua, se presurizan a 300 bar para verificar su integridad estructural y, una vez superada la prueba, deben quedar perfectamente secas y libres de cualquier partícula antes de volver al servicio. Cualquier traza de humedad residual contamina el gas y, peor aún, inicia procesos de corrosión interna que comprometen la vida útil del recipiente.
El proceso de secado que la compañía aplicaba hasta entonces consistía en inyectar nitrógeno a 170 °C durante treinta minutos en lotes de seis botellas. Era un método fiable, pero pesado: consumía una cantidad significativa de nitrógeno, requería atención continua de los operarios y, sobre todo, condicionaba la capacidad operativa de cada planta.
Con más de quince mil botellas pasando por revisión cada año en una planta tipo, el secado se convertía en uno de los cuellos de botella estructurales del proceso de recertificación.
El cliente había empezado a explorar la posibilidad de acelerar el secado introduciendo una etapa previa de vaporización: un minuto inicial de vapor seguido de una inyección breve de nitrógeno, reduciendo el ciclo completo a una fracción del tiempo original.
Sobre el papel, el ahorro era considerable. Pero antes de comprometer una inversión y modificar un proceso crítico replicado en cinco plantas, el responsable de producción quería ver el sistema funcionando en sus propias instalaciones, con sus propias botellas y sus propios criterios de calidad.
Ahí es donde entra Giconmes. La propuesta fue directa: organizar una mañana de prueba en la planta de Zaragoza, montar un generador de vapor industrial NGV en condiciones reales de producción, y dejar que los datos hablaran por sí solos.
Solución aportada
Solución de vapor desarrollada adhoc por Giconmes
Solución propuesta
Giconmes propuso un equipo NGV-6060 en versión full inox: un generador de vapor industrial de 60 kW con todos los componentes en contacto con el agua fabricados en acero inoxidable AISI 304.
La elección del inox no fue gratuita. En un proceso donde el objetivo es precisamente garantizar la limpieza interior de la botella, no tendría sentido introducir un equipo que pudiera arrastrar partículas de óxido o residuos metálicos al circuito. El vapor que entra en la botella sale del generador con la misma pureza con la que entró el agua de alimentación.
El equipo se montó sobre una base con ruedas para que pudiera desplazarse por la planta según las necesidades operativas, y se configuró con dos colectores independientes de seis salidas cada uno.
Esta arquitectura permite alimentar dos estaciones de secado en paralelo —doce botellas trabajando simultáneamente, seis en cada estación— lo que aprovecha al máximo la capacidad térmica del generador. Cada colector incorpora antirretornos para aire y vapor, y una electroválvula accionada neumáticamente que el cliente controla desde su propia instalación, integrándose sin fricción con el resto del proceso.
La prueba en la planta de Zaragoza se ejecutó en una sola mañana. Con el método anterior, secar un lote de seis botellas requería treinta minutos de inyección de nitrógeno a 170 °C. Con el nuevo procedimiento, los tiempos quedaron así: 3,5 minutos de vapor seguidos de 4 minutos de nitrógeno, total 7,5 minutos para seis botellas.
Una reducción del 75% en el tiempo de ciclo, manteniendo plenamente los criterios de calidad y limpieza interior exigidos por el cliente.
Tecnología utilizada
- Generador de vapor industrial NGV-6060 Full Inox de 60 kW (AISI 304)
- Configuración móvil sobre base con ruedas para desplazamiento en planta
- Dos colectores independientes de seis salidas cada uno
- Sistema integrado de antirretornos para aire y vapor
- Electroválvulas neumáticas integradas con la instalación del cliente
RETOS
Cumplimos con los requisitos del cliente
El nuevo sistema de secado mediante vapor permitió reducir drásticamente los tiempos de recertificación de botellas de gases industriales, manteniendo los estándares de limpieza interior exigidos por el cliente y optimizando la capacidad operativa de planta. Cumplimos con los siguientes resultados:
El ahorro de tiempo es el más visible. Con una flota muy superior pero un ciclo de revisión obligatoria cada diez o quince años, cada planta somete a prueba de presión y secado del orden de quince mil botellas al año. Con el método anterior, esto consumía aproximadamente 1.040 horas anuales de operación, equivalentes a 130 jornadas de trabajo. Con la nueva solución ese tiempo se reduce a 260 horas. Cada planta libera más de 780 horas operativas al año, que pueden destinarse a otras tareas del proceso de recertificación o, sencillamente, absorber picos de demanda sin necesidad de recurrir a horas extra.
El ahorro económico directo combina mano de obra, consumo de nitrógeno y energía. Con dos operarios atendiendo el proceso de secado y un coste empresa de 30 €/hora, las horas liberadas representan en torno a 62.500 € anuales por planta. A esto se suma una reducción aproximada del 70% en el consumo de nitrógeno (los ciclos pasan de 30 a apenas 4 minutos de inyección) y el ahorro energético asociado al calentamiento, que en conjunto añaden unos 2.000 € al año por planta. El total por planta se sitúa por tanto en torno a 65.000 € anuales. Lo que significa que el retorno de la inversión es de menos de tres meses.
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No hay ningún tipo de emisiones contaminantes más allá de las producidas en el proceso de producción eléctrica, por tanto, pueden llegar a ser neutras en función del mix eléctrico. Las calderas eléctricas de vapor son el presente y el futuro.
Perfectamente. Incluso es recomendable para obtener la máxima eficiencia. No hay problema en control remoto siempre que se respete la normativa vigente.
Un generador de vapor es un equipo a presión que junto a la red de tuberías afecta está sometido a control reglamentario e instrucciones técnicas complementarias, según Reglamento publicado en Real Decreto 809/2021, de 21 de septiembre. Su mantenimiento está dividido en una parte de sencillo cumplimiento por parte del propietario:
- Conocer y aplicar las instrucciones del fabricante en lo referente a la utilización, medios de seguridad y mantenimiento.
- No poner en servicio la instalación o impedir el funcionamiento de los equipos a presión si no se cumplen los requisitos del Reglamento.
- Disponer de al menos la siguiente documentación de los equipos a presión mientras estén instalados: Declaración de conformidad, en su caso, instrucciones del fabricante, y si procede, certificado de instalación, junto con otra documentación acreditativa (en su caso, Proyecto de Instalación, acta de la última inspección periódica, certificaciones de reparaciones o modificaciones de los equipos, así como cualquiera otra documentación requerida por la correspondiente instrucción técnica complementaria (ITC) de este reglamento). Respecto a contenidos consultar anexo IV del reglamento. Esta documentación estará a disposición del órgano competente de la comunidad autónoma y de las empresas que efectúen las operaciones de mantenimiento, reparación o inspecciones periódicas.
- Utilizar los equipos a presión dentro de sus límites de funcionamiento previstos por el fabricante y retirarlos del servicio si dejan de disponer de los requisitos de seguridad necesarios.
- Realizar el mantenimiento de las instalaciones, equipos a presión, accesorios de seguridad y dispositivos de control de acuerdo con las condiciones de operación y las instrucciones del fabricante, debiendo examinarlos al menos una vez al año.
- Ordenar la realización de las inspecciones periódicas que les correspondan de acuerdo con lo dispuesto en el artículo 6 del reglamento.
- Disponer y mantener al día un registro de los equipos a presión de las categorías I a IV, del RD 709/2015, de 24 de julio, o asimilados a dichas categorías según artículo 3.2 del reglamento, así como sus instalaciones.
Es conocido que aplicando una fuente de calor al agua, ésta se transforma en vapor a partir del punto de ebullición y a presión atmosférica. A partir de aquí, en función del grado de saturación requerido del vapor para su correcta aplicación, deberemos incrementar la presión con el fin de obtener mayor temperatura. Para cambiar la temperatura y grado de saturación del vapor, siempre deberemos modificar la presión.
Es una unidad de presión equivalente a 1Kg/cm2, a 0,98 atmósferas o 14,50 PSI
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