Por qué ahorrar energía

 Por qué ahorrar energía  

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Por Mario Santizo, PhD.  

 Generalidades

En todas las empresas industriales existen pérdidas innecesarias de energía e ineficiencia en los procesos, que representan mayores gastos para la economía de la producción. A través de técnicas prácticas como estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica, control ambiental de las emisiones gaseosas en las industrias se logra reducir estas pérdidas, aumentar el rendimiento productivo y minimizar la contaminación ambiental. 

Efecto de la globalización

El proceso de globalización económica exige que las empresas redefinan sus estrategias y sus procesos con la finalidad de lograr un uso eficiente de sus recursos y aumento de su productividad, de modo que puedan competir con éxito en el mercado.

Existen mecanismos que promueven el logro de la eficiencia y reducción de costos, en los sistemas de producción de las empresas.

A través de los estudios integrales del uso eficiente de la energía y eficiencia en los procesos de producción se establece una serie de pautas y patrones que las empresas eficientes siguen con la finalidad de implementar un sistema de gestión y aseguramiento de la energía y del proceso.

El modelo a seguir para la implementación del sistema de gestión de la optimización en los procesos dependerá de las características.                          

El incremento de los precios de la energía y la necesidad de competir en mercados internacionales [Globalización], obliga a los industriales a buscar medios que permitan disminuir los costos de producción, ser más eficientes y usar tecnología de punta.

Respecto a los estudios de energía, estos tendrán características propias según el área industrial, el tamaño de la empresa, su complejidad y según el monto de su cuenta anual por energía.

En un estudio energético se han obtenido ahorros monetarios correspondientes a un rango que oscila entre un 7% a un 24%, dependiendo del área Industrial, del grado de aprovechamiento energético y del grado de automatización de la misma.

Un estudio integral de energía implica una serie de acciones que han de realizarse dentro de la empresa, y en las cuales necesariamente tienen que estar involucrados la gerencia y todo el personal de la empresa. Es necesario para esto, conocer lo que es un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica:

¿Por qué es importante la energía en los procesos industriales y ser eficientes en el proceso productivo?

Fuente: World Energy Outlook

(International Energy Agency)

El impacto en el costo del petróleo y sus derivados a partir de 1973, ha sido la causa que la industria busque desesperadamente fuentes de ahorro. En países industrializados como Estados Unidos, hay organizaciones que con mucha visión tienen bastantes años de estar investigando la forma de ahorrar energía, tales como Dow Chemical Co., Exxon, General Motors, etc.

Desde el punto de vista de disponibilidad del petróleo, sabemos que es un recurso no renovable y a pesar de los problemas internacionales relacionados con el crudo de petróleo y la OPEP; no se le ha dado la importancia necesaria a pesar de que desde finales de la segunda década del Siglo XX fue reconocida esta situación, según puede apreciarse en los siguientes comentarios:

Churchill dijo en 1919, al terminar la primera querra mundial: “Es indudable que los aliados sólo han podido navegar hasta la victoria sobre la corriente ininterrumpida del petróleo del Oriente Medio”.

Lord Curzon dijo: La verdad es que los aliados deben su victoria al petróleo”.

El francés George Clemenceau fue más pragmático: “De ahora en adelante para las naciones y los pueblos, una gota de petróleo vale tanto como una gota de sangre.

En 1951, la “Comisión Paley” a petición del presidente Truman, entregó un informe cuya conclusión dice: “Antes de veinte años [1970], América habrá perdido su independencia energética y deberá ir, todos los días, a buscar su petróleo a Oriente Medio”.

En 1970, Denys Hayes, investigador del Worldwatch Institute”, de Washington, dijo, refiriéndose al petróleo: “Actualmente representa sólo los dos tercios de todo el presupuesto energético mundial. Ahora bien, sólo queda petróleo para menos de 30 años”.

En el mismo año el Club de Roma, creado por el italiano Aurelio Peccei publica un manifiesto titulado “Alto al crecimiento”, en el que declara que “Las reservas mundiales de petróleo, a la tasa actual de extracción y consumo, se agotarán alrededor del año 2000. Así pues, al petróleo del que depende ahora por entero la sociedad industrial, sólo le quedan 30 años aproximadamente”.

El panorama de la década actual es crítico desde el punto de vista de costo y desabastecimiento energético debido a lo cual muchas empresas han iniciado programas de ahorro energético y como consecuencia han obtenido ahorros energéticos entre el 7% al 24% e incremento en la capacidad productiva del orden del 2 al 5%.

 ¿Por qué ahorrar energía?

El incremento de los precios de la energía, así como la incertidumbre de su suministro, ha hecho que los Estudios integrales de energía sea una importante estrategia para las Industrias en Centroamérica. 

Después de realizado el Estudio Integral de Energía se desarrolla e implementa un programa sistemático para la gestión de la energía.

El estudio aporta dos ventajas importantes: una mayor protección ante los problemas de suministro de la energía y beneficios superiores por reducción de costos de energía.

Una planificación cuidadosa puede minimizar los riesgos de un futuro energético cambiante. Todas las industrias deben prepararse ante la posible escasez o interrupciones en el suministro de energía. (Recurrir al carbón o desechos Agroindustriales).

Primeramente, los problemas potenciales de suministro deben ser vigilados para determinar la probabilidad de que ocurran realmente y qué impacto podrán tener en las actividades de la industria. Después, deben establecerse planes específicos para asegurarse el suministro de energía ante los casos previstos de máxima emergencia.

Con estas estrategias, la Industria puede ayudar a mantener los niveles de producción y evitar la pérdida de ventas derivados de estos problemas de suministro de energía.

El control del costo de la energía es una estrategia importante para mejorar la rentabilidad

En algunas industrias los costos de energía representan un gran porcentaje del costo de producción total. Pero la energía es el aparato cuyos costos crecen más rápidamente y uno de los pocos costos que pueden ser realmente controlados por expertos en el uso de la energía. A través de los Estudios Integrales de Energía, las industrias pueden implantar un programa sistemático para utilizar eficientemente la energía y ahorrar dinero.  Se puede ahorrar de un 7% a un 24% de la energía dependiendo de la actividad industrial y la automatización del proceso productivo.            

Leyendo un estudio del Programa de Reconversión Industrial; concluía de la siguiente manera: El decenio de los 90’s, calificado por algunos como “perdido” para la mayoría de los países latinoamericanos y del Caribe, concluyó su capítulo con un balance traducido en deterioro económico, energético y de las condiciones de vida de los grandes estratos sociales en casi todos los países del continente.

Este calificativo que por cierto no es el deseado, pone al descubierto una realidad: la década dejó un saldo mucho mayor en el pasivo que en el activo.

América Latina actualmente enfrenta serios problemas en sus relaciones internacionales.  Se refieren básicamente a la deuda externa, a la relación del precio de intercambio por las economías industrializadas y a la transferencia neta de recursos financieros al exterior.  Esta situación ha llevado al padecimiento de fuertes procesos inflacionarios en situaciones de prolongado estancamiento o recesión; y algunos sectores industriales afectados por el efecto de la Globalización.

Latinoamérica, en particular América Central y países sub-industrializados involucrados dentro de este contexto geográfico, es arrastrado por la misma tendencia.  

La crisis económica ha provocado fisuras en sus aparatos productivos; Paralelamente se presentan circunstancias políticas adversas por resolver, así como problemas estructurales de mediano plazo y un sector industrial que se encuentra actualmente en una situación difícil, caracterizado algunos países del área por bajos niveles de inversión, una capacidad instalada sub-utilizada, un intercambio intrarregional cambiante y una demanda interna difícil.

A través de diferentes estudios de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica se ha podido identificar problemas comunes que afectan a los distintos sectores de la industria regional, uno de estos problemas: El referente al incremento del costo energético.

Los factores limitantes al desarrollo industrial del área, así como la utilización ineficiente de la energía en la industria demuestran que una de las soluciones apropiadas desde el punto de vista de insumos, es encontrar opciones para la utilización eficiente de la energía.

El aspecto relevante que se está dando en el sector energía, es su difícil situación financiera marcada por su creciente deuda externa, y políticas económicas mundiales que han conducido a un incremento de los energéticos.

El escenario energético mundial para la década de los 2,000, debe contemplar varias estrategias a varios niveles; una de estas estrategias para varias industrias, ha sido el mejoramiento de la gestión empresarial a través de un plan de conservación energética.

Consultas:

consultoria@proenergia.org

 

Metodología para realizar estudios de energía

Estudio de Energía

Metodología de estudios de Optimización del Uso de la Energía en la Industria

Autor: Doctor Mario R. Santizo C.

Mario Santizo Calderón, PhD.

RESUMEN

En este artículo se presenta una introducción a la metodología para la realización de un estudio de energía térmico, eléctrico y frigorífico. El estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica es una herramienta que se utiliza para analizar los consumos de energía y el grado de su aprovechamiento en las empresas. Se utiliza para establecer, mediante procedimientos técnicos, el uso de la energía en una empresa, lo que permite optimizar su uso (disminuir consumo energético) y, por consiguiente, reducir los costos de producción, sin afectarlos. El ahorro que se obtiene de un estudio de energía depende del proceso productivo, automatización y mantenimiento. En los procesos de aceites y grasas, jabones y detergentes, cervecerías, fábricas de alimentos, huleras, bebidas carbonatadas, fertilizantes, fábricas de cemento, maquilas de ropa con teñido de tela y otros  procesos; el ahorro obtenido oscila entre 8% a 22%. Esta metodología representa un resumen muy concreto de lo que consideran las normas ISO 50001 de sistemas de gestión de la energía.

Palabras clave: Estudios de energía, vapor, energía eléctrica, ahorro de energía, optimización, normas ISO 50001.

INTRODUCCIÓN

En todas las empresas industriales existen pérdidas innecesarias de energía, que representan mayores gastos para la economía de la producción. A través de un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica se logra reducir estas pérdidas, y además, aumentar el rendimiento productivo.                                   

Un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica es un método científicamente organizado cuyo objetivo final es hacer un uso racional de energía sin perjuicio de la calidad de la producción.

El objetivo de un estudio, es ahorrar energía y/o incrementar la capacidad productiva.

El incremento de los precios de la energía y la necesidad de competir en mercados internacionales [Globalización], ha obligado a los industriales a buscar los medios que permitan disminuir los costos de producción.

En los países del área centroamericana ya son varias las empresas que han iniciado con éxito este tipo de estudios; sin embargo son muchas las empresas en las que aún se desconocen estas técnicas. Hay algunas empresas, por otro lado, en las que la gerencia consciente de la necesidad de hacer un uso racional de la energía ha adoptado medidas aisladas, pero no un estudio energético integral, y así no han logrado los resultados esperados.

Un estudio energético tendrá características propias según el tamaño de la empresa, su complejidad y según el monto de su cuenta anual por energía.

En un estudio energético se han obtenido ahorros monetarios correspondientes a un rango que oscila entre un 7% a un 24%, dependiendo del área Industrial, del grado de aprovechamiento energético y del grado de automatización de la misma. 

Un estudio integral de energía implica una serie de acciones que han de realizarse dentro de la empresa, y en las cuales necesariamente tienen que estar involucrados la gerencia y todo el personal de la empresa. Es necesario para esto, conocer lo que es un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica:

El estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica es una herramienta que se utiliza para analizar los consumos de energía y el grado de su aprovechamiento en las empresas. Sirve para establecer, mediante procedimientos técnicos, el uso que se hace de la energía en una empresa, lo que permite recomendar los métodos para Optimizar su Uso (disminuir su consumo) y, por consiguiente, reducir los costos de producción.

O sea, básicamente, es un análisis progresivo que revela dónde y cómo es utilizada la energía en una empresa y como esta debe ser usada eficientemente. 

PROCEDIMIENTO GENERAL DEL ESTUDIO ENERGÉTICO

I           Recolectar y analizar los datos de consumo.

La primera fase de un estudio es recolectar y analizar los datos disponibles de costo y de consumo de energía, con el propósito de:

1.  Examinar la historia del consumo y de los costos de energía.

2.   Determinar la energía empleada para cada área del proceso.

3.   Determinar el consumo de energía por unidad de producción.

Las fuentes principales de información histórica del consumo y del costo de la energía son las facturas. Además de conocer la información presentada en éstas, el consumidor debe familiarizarse con las características de su estructura, como lo son: la carga base, la relación entre el nivel de consumo y la carga unitaria, la carga por demanda, la demanda contratada, la cláusula por ajuste de combustible y la corrección por volumen.           

La energía eléctrica consumida es verificada utilizando analizadores de energía y verificando las horas mensuales de operación. Es preciso hacer resaltar que los precios de la electricidad varían en bloques según la cantidad de energía consumida, lo cual es importante al evaluar el costo de la energía, pues una reducción en el consumo y/o la demanda puede significar un cambio a un bloque de menor costo. En el caso de los combustóleos hay que considerar el factor por volumen.

II     Recorrer la empresa.

Completada la fase anterior, el experto en energía inicia un recorrido por la planta y mantiene comunicación con los ingenieros de proceso, los operadores y con el personal administrativo, para obtener una visión completa y equilibrada de la empresa.

Los objetivos de esta fase son:

1.   Describir los consumos de energía por área.

2.   Familiarizarse con la operación del proceso productivo.

3.   Identificar posibles oportunidades de conservación de energía.

 III        Efectuar las mediciones.

Cuando ya son conocidos los aspectos anteriores, el experto determina los puntos clave para efectuar las mediciones de energía que constituye la base del estudio para determinar los proyectos de ahorro energético y cuantificarlos, usualmente se realizan en:

1.   Las acometidas principales de la empresa

Según sea la variación de la demanda eléctrica diaria y consumo, las mediciones son tomadas con el analizador de energía durante un período adecuado. Estas mediciones servirán para identificar las horas de demanda máxima y el consumo por área de proceso.

2.   Los consumidores mayores de energía eléctrica

3.   Los motores y la iluminación

4.   La producción de vapor y/o calor y los consumidores 

             mayores

5.   Recuperación de calor y/o vapor

6.   Refrigeración y aire acondicionado

7.   Procesos específicos

 IV        Determinar los perfiles de energía.

Luego se determina el perfil energético que es el balance entre la energía consumida y la energía utilizada incluidas las pérdidas, que el experto obtiene basado en la información de la empresa, en las observaciones y las mediciones realizadas en el área eléctrica, térmica y frigorífica.

Es recomendable expresar este perfil en términos energéticos y monetarios incluyendo las áreas que contribuyen al gasto de energéticos. El perfil es presentado en gráficas, diagramas y cuadros comparativos. 

V         Identificar los proyectos de ahorro energético

Los proyectos de ahorro vienen caracterizados por la identificación de oportunidades de conservación de energía [OCE´s], que son toda oportunidad de disminuir, sustituir y/o recuperar energía, a través de variables de operación eficientes, equipos eficientes o técnicas de operación y mantenimiento.

La identificación y evaluación de las Oportunidades de Conservación de Energía [OCE’s] en el área de vapor y/o calor, sistemas eléctricos [paneles de distribución, motores, aire comprimido, aire acondicionado, refrigeración, y procesos específicos como carbonatación y termutación, se identificarán y evaluarán presentándolas con el detalle que se requiera de acuerdo al proyecto identificado, conteniendo cada una de ellos los siguientes rubros:                                             

1.   Recomendación

2.   Justificación

3.   Ahorro energético

4.   Ahorro monetario

5.   Inversión estimada

6.   Período compuesto de recuperación y/o costo del ciclo de vida

7.   TIR, VAN

VI       Una vez que los Proyectos de ahorro (OCEs) han sido identificados y clasificados, se realizarán las mediciones necesarias para calcularlas y evaluarlas por proyecto.

VIl      Revisión del informe e impresión.

VIll     Presentación ante el Concejo Directivo el estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica. 

IX     Como consecuencia pueden realizarse medidas correctivas al informe y presentarlo de nuevo para su aceptación.

BIBLIOGRAFIA

1.    KIAMEH, Philip. Power Generation Handbook. Editorial Mc Graw Hill, United States of America, 2003.

2.    EL-WAKIL, M. M. Powerplant Technology. Editorial Mc Graw Hill, New York, 2002.

3.    Armostrong International Inc. Manual de vapor. Editorial  Armstrong. Estados Unidos. 1998

4.    Armostrong International Inc. Guía para la conservación de vapor en el drenado de condensados.Editorial Armstrong,Estados Unidos. 1998

5.    VANEK, Francis and ALBRIGHT, Louis. Energy Systems Engineering - Evaluation & Implementation -. Editorial Mc Graw Hill, New York, 2008.

6.    RAYAPROLU, Kumar. Boilers Power and Process. Editorial CRC Press, United States of America, 2009.

7.    HORLOCK, John. Combined Power Plants. Editorial Krieger Publishing Company, Florida, 2002.

8.    FARRET, Felix and SIMOES, Godoy. Integration of Alternative Sources of Energy. Editorial John Wiley & Sons Inc. New Jersey, 2006.

9.    RAJA, A. K., SRIVASTAVA A. P. and DWIVEDI M. Power Plant Engineering. New Age International, New Dehli, 2006.

10.  SANTIZO Mario.Administración y utilización de la Energía en su Industria, 2002, ICAITI

Estudios Integrales de energía (EIE) y cursos Integrales de capacitación (CIE)

Estudios Integrales de Energía [EIE] y cursos prácticos de capacitación a nivel profesional u operativo [CIE]

América Latina actualmente enfrenta problemas en sus relaciones internacionales.  Se refieren básicamente a la deuda externa, a la relación del precio de intercambio por las economías industrializadas y a la transferencia neta de recursos financieros al exterior.  Esta situación ha llevado al padecimiento de fuertes procesos inflacionarios en situaciones de estancamiento o recesión; y algunos sectores industriales afectados por el efecto de la Globalización.

Latinoamérica, en particular América Central y países sub-industrializados involucrados dentro de este contexto geográfico, es arrastrado por la misma tendencia.  

La crisis económica ha provocado fisuras en sus aparatos productivos; Paralelamente se presentan circunstancias políticas adversas por resolver, así como problemas estructurales de mediano plazo y un sector industrial que se encuentra actualmente en una situación difícil, caracterizado algunos países del área por bajos niveles de inversión, una capacidad instalada sub-utilizada, un intercambio intrarregional cambiante y una demanda interna difícil.

A través de diferentes estudios de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica se ha podido identificar problemas comunes que afectan a los distintos sectores de la industria regional, uno de estos problemas: El referente al incremento del abastecimiento energético.

Los factores limitantes al desarrollo industrial del área, así como la utilización ineficiente de la energía en la industria demuestran que una de las soluciones apropiadas desde el punto de vista de insumos, es encontrar opciones para la utilización eficiente de la energía.

El aspecto relevante que se está dando en el sector energía, es su difícil situación financiera marcada por su creciente deuda externa, y políticas económicas mundiales que han conducido a un incremento de los energéticos.

El escenario energético mundial para la década de los 2,020, debe contemplar varias estrategias a varios niveles; una de estas estrategias para varias industrias, ha sido el mejoramiento de la gestión empresarial a través de un plan de conservación energética.

Con el propósito de implantar una metodología práctica a esta gestión empresarial se presentan dos opciones prácticas las cuales son una inversión muy rentable; no un costo; estas opciones son las siguientes:

 1. Estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica

Para iniciar un programa de Gestión de la energía – optimización y reducción de costos -, es necesario ejecutar un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica con el propósito de determinar la forma en que ésta es utilizada, las causas de su ineficiencia, y las oportunidades para optimizarla utilizando los equipos y tecnología existentes en la industria [Proyectos de Ahorro Energético].


2. Cursos prácticos de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica

Los cursos que se imparten el objetivo fundamental es proporcionar una base teórica-práctica de las técnicas de diagnóstico y optimización de los diferentes sistemas de energía industrial, con el propósito de concienciar al personal profesional o técnico e iniciar la identificación de OCE´s [Oportunidades de Conservación Energética].

Los cursos incluyen diferentes áreas y su duración es de 1 a 5 días, dependiendo de los temas a cubrir y utilizan el método: Integral System Optimization [ISO].