Metodología de estudios de Optimización del Uso de la Energía en la Industria
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Autor: Doctor Mario R. Santizo C.
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RESUMEN
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En este artículo se presenta una introducción básica 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 (Auditoría de Energía) es una herramienta que se utiliza para analizar los consumos de energía y el grado de aprovechamiento en las industrias de proceso y de potencia. Se utiliza para establecer, mediante procedimientos establecidos, el uso de la energía en una industria, lo que permite optimizar su uso (disminuir consumo energético e incrementar la disponibilidad de producción) y, por consiguiente, reducir los costos de producción, sin disminuir la calidad de los productos. 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, Generación de energía térmica en plantas de potencia, 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 y básico de lo que consideran las normas ISO 50001 de sistemas de gestión de la energía.
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Palabras clave: Estudios de energía, vapor, energía eléctrica, ahorro de energía, optimización, normas ISO 50001.
ABSTRACT
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This article presents an introduction to the methodology for perform out a study of thermal, electrical and refrigeration energy. The study of Optimization of the Use of Thermal and Electric Energy is a tool that is used to analyze the consumption of energy and the degree of its use in companies. It is used to establish, through technical procedures, the use of energy in a company, which allows to optimize its use (decrease energy consumption) and, consequently, reduce production costs, without affecting them. The savings obtained from an energy study depends on the production process, automation and maintenance. In the processes of oils and fats, soaps and detergents, breweries, food factories, rubber trees, carbonated beverages, fertilizers, cement factories, clothing mats with fabric dyeing and other processes; The savings obtained range from 8% to 22%. This methodology represents a very concrete summary of what ISO 50001 standards of energy management systems consider.
Keywords: Studies of energy, steam, electric power, energy saving, optimization, ISO 50001 standards.
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INTRODUCCIÓN
En todas las empresas industriales existen pérdidas innecesarias de energía, que representan mayores gastos para la economía de la producción, menor disponibilidad de energía para incrementar la producción. A través de un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica se logra reducir estas pérdidas, incrementar el rendimiento productivo y minimizar la contaminación ambiental por la emisión de los GEI
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Un estudio de Optimización del Uso de la Energía Térmica y Eléctrica es un método científicamente organizado y comprobado cuyo objetivo final es hacer uso eficiente de energía, incrementar la disponibilidad de energía y disminuir los GEI.
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El incremento de los precios de la energía, la incertidumbre 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; a pesar de estas grandes ventajas, Guatemala no ha realizado esfuerzos en la optimización del uso de la energía, en parte por la falta de oferta en esta área.
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En los países del área centroamericana ya son varias las empresas que han iniciado con éxito este tipo de estudios; sin embargo la mayor parte de industrias aún se desconocen estas técnicas. Hay algunas industrias, 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.
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De centroamérica, Costa Rica es el país que va a la vanguardia en eficiencia energética, debiendo cada industria presentar al Ministerio de Energía un informe completo del consumo de energéticos, volumen de materia prima y volumen de ventas, de esta manera el ministerio de energía compara el índice kW/producción, si la industria se encuentra fuera de los límites los obliga a realizar auditoría de energía y al año siguiente analizan el nuevo índice, si no hay mejora, se aplica una fuerte multa a la industria. El autor formó parte del grupo técnico que elaboró los índices, ley y reglamento en el año 1988.
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Un estudio energético tendrá características propias según el tamaño de la empresa, su complejidad y según el monto de su cuenta anual por energía.
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En un estudio energético se han obtenido ahorros monetarios correspondientes a un rango que oscila entre un 7% a un 22%, dependiendo del área Industrial, del grado de aprovechamiento energético y del grado de automatización de la misma.
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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:
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A continuación se presenta de manera muy básica el procedimiento general para realizar un estudio de energía.
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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.
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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.
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II Recorrer la empresa.
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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.
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III Efectuar las mediciones.
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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
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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.
VII Revisión del informe e impresión.
VIII 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.
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