Tesis Pdf. - Universidad de Cuenca

UNIVERSIDAD DE CUENCA
TESIS PREVIA A LA OBTENCION DEL TITULO DE
MAGISTER EN GESTION AMBIENTAL
PARA INDUSTRIAS DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS
TITULO:
“PROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA TERMICA
Y ELECTRICA EN UNA FABRICA PANIFICADORA ESTUDIO DE CASO: FABRICA PANESA S.A.”
AUTOR:
ING. GALO CARRILLO ROJAS.
DIRECTOR:
ING. JOSE PEÑA J., M. Sc.
2008
CUENCA - ECUADOR
INDICE
JUSTIFICACION DEL TEMA............................................................................. 5
IMPACTOS ........................................................................................................ 6
IMPACTO CIENTÍFICO .................................................................................. 6
IMPACTO SOCIAL......................................................................................... 6
IMPACTO ECONOMICO................................................................................ 6
IMPACTO ECOLOGICO ................................................................................ 6
OBJETIVOS....................................................................................................... 7
OBJETIVO GENERAL ................................................................................... 7
OBJETIVOS ESPECIFICOS .......................................................................... 7
CAPITULO 1 ...................................................................................................... 8
MARCO TEORICO ............................................................................................ 8
1.1.
INTRODUCCIÓN. ................................................................................ 8
1.1.1.
SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL Y LOCAL........................ 8
1.1.2.
PANORAMA DE LAS ENERGIAS RENOVABLES ................... 13
1.1.3.
LA SITUACIÓN ENERGÉTICA DEL ECUADOR....................... 14
1.1.4.
VISIÓN A FUTURO .................................................................... 17
1.2.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA LA EFICIENCIA Y LA
GESTIÓN ENERGÉTICA. ............................................................................ 18
1.2.1.
CONCEPTO FUNDAMENTAL DE EFICIENCIA ENERGÉTICA 18
1.2.2.
LA GESTIÓN ENERGÉTICA...................................................... 18
1.2.3.
IMPACTOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE DE LAS
ACTIVIDADES ENERGÉTICAS ............................................................... 19
1.3.
PLANIFICACIÓN ............................................................................... 27
1.3.1.
NORMATIVA Y LEGISLACIÓN AMBIENTAL Y PARA
EMISIONES ATMOSFÉRICAS................................................................. 27
1.3.2.
NORMATIVA ELÉCTRICA NACIONAL ..................................... 31
CAPITULO 2 .................................................................................................... 35
GESTIÓN ENERGÉTICA ELÉCTRICA ........................................................... 35
2.1.
INTRODUCCIÓN ............................................................................... 35
2.2.
JUSTIFICACION DEL ESTUDIO....................................................... 35
2.3.
OBJETIVOS DEL ESTUDIO ............................................................. 36
2.3.1.
OBJETIVO GENERAL ............................................................... 36
2
2.3.2.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS ...................................................... 36
2.4.
ALCANCE ......................................................................................... 36
2.5.
PLIEGO TARIFARIO ......................................................................... 36
2.6.
DEMANDA ELECTRICA ................................................................... 38
2.7.
ANALISIS DE LA DEMANDA MENSUAL......................................... 38
2.8.
ANALISIS DE LA CALIDAD DE ENERGIA ...................................... 43
2.9.
ANALISIS DE LA CURVA DE CARGA............................................. 44
2.10.
CARGA ELECTRICA INSTALADA ............................................... 48
2.11.
PLANILLAS ELECTRICAS ........................................................... 53
2.12.
PARAMETROS DE CALIDAD DE ENERGIA................................ 53
2.13.
DESBALANCE DE TENSIONES Y CORRIENTES ....................... 54
2.14.
VARIACIONES DE VOLTAJES..................................................... 56
2.15.
SOBREVOLTAJES Y SUBVOLTAJES. ........................................ 58
2.16.
ARMÓNICOS ................................................................................. 60
2.17.
FACTOR DE POTENCIA ............................................................... 60
2.18.
RECOMENDACIONES GENERALES. .......................................... 64
CAPITULO 3 .................................................................................................... 68
GESTION ENERGETICA TERMICA ............................................................... 68
3.1.
OPTIMIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENERGÍA TÉRMICA. ...... 68
3.1.1.
3.2.
DATOS ENERGETICOS TERMICOS................................................ 83
3.2.1.
3.3.
DATOS DE HORNOS GENERALES ......................................... 73
CONSUMO DE COMBUSTIBLE MENSUAL. ................................... 76
3.3.1.
3.4.
BALANCES DE ENERGÍA. DIAGRAMA DE SANKEY. ............ 68
ANALISIS DE CONSUMO VERSUS PRODUCCION ................ 78
ESTUDIO DE COMBUSTION EN DOS HORNOS DE LA FABRICA
PANESA....................................................................................................... 82
3.4.1.
AJUSTE DEL EQUIPO DE MEDICIÓN...................................... 82
3.4.2.
CÁLCULO DE LA EFICIENCIA DE HORNOS: MÉTODO
INDIRECTO DE EVALUACIÓN ENERGÉTICA ....................................... 85
3.4.3.
CALCULO DE EFICIENCIA DEL HORNO #1............................ 91
3.4.4.
CALCULO DE EFICIENCIA DEL HORNO #6............................ 94
3.4.5.
CALCULO DE AHORRO POSIBLE EN LOS HORNOS............ 96
3.4.6.
BENEFICIO MEDIOAMBIENTAL............................................... 97
3
3.4.7.
MUESTREO DE PÉRDIDAS DE CALOR SUPERFICIALES EN
LOS HORNOS .......................................................................................... 98
3.5.
CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
TÉRMICA ................................................................................................... 105
CAPITULO 4 .................................................................................................. 106
ANALISIS DE CALIDAD AMBIENTAL DE LA EMPRESA ........................... 106
4.1.
INTRODUCCION ............................................................................. 106
4.2.
ANALISIS DE MATERIAL PARTICULADO .................................... 106
4.2.1.
EQUIPO DE MEDICION ........................................................... 106
4.2.2.
CONDICIONES DE LA MEDICION .......................................... 106
4.2.3.
NORMATIVA ............................................................................ 107
4.2.4.
RESULTADOS E INTERPRETACION ..................................... 110
4.2.5.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................ 123
4.3.
ANALISIS DE ILUMINACIÓN ......................................................... 124
4.3.1.
NORMATIVA ............................................................................ 124
4.3.2.
RESULTADOS E INTERPRETACION ..................................... 126
4.3.3.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................ 128
IMPLEMENTACION DE LAS MEDIDAS ENERGETICAS RECOMENDADAS
....................................................................................................................... 129
BIBLIOGRAFÍA ............................................................................................. 131
ANEXOS ........................................................................................................ 133
4
“PROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA TERMICA Y ELECTRICA EN
UNA FABRICA PANIFICADORA - ESTUDIO DE CASO: FABRICA PANESA
S.A.”
JUSTIFICACION DEL TEMA
En la actualidad la globalización y apertura de mercados, obligan a las empresas a competir
con productos importados, creando cada vez menos espacios para los monopolios.
Los
precios de los combustibles y de la energía en general, son cada vez más altos; e impactan en
la economía de la empresa, la cual busca alternativas de reducir sus costos. Esta necesidad
de mantenerse en el mercado conduce a una carrera de competitividad de precios, calidad y
servicio, así como la necesidad de generar una imagen ambiental para cautivar nuevos
mercados, o simplemente, cumplir con las regulaciones que obligan a las empresas a
emprender programas de producción mas limpia.
Una de las mejores opciones que tiene a la mano cualquier empresa, es “hacer uso eficiente de
energía o conservación de energía”, como se quiera llamar, porque sin reducir los niveles de
producción, se reducirán los consumos, y por ende, los costos. Inclusive el uso de eficiente de
energía tiene una implicación inmediata en el ambiente (reduce emisiones). En nuestro medio
hay experiencias exitosas de empresas que han incursionado en el campo con réditos
interesantes.
Con estos antecedentes se justifica la realización de estudios que permitan identificar donde,
cuanto y como, se usa la energía en la empresa y definir prioridades e influencia de las
tecnologías aplicadas.
Con esto se trata de llegar a la implementación de todos los métodos que lleven a una
eficiencia en el consumo.
El presente trabajo, analizará la forma de consumo energético
térmico y eléctrico de la fábrica Panesa, basado en los diagnósticos energéticos respectivos, y
posteriormente la factibilidad económica de la implementación de medidas de mejora en la
eficiencia energética y optimización de consumo de combustible y electricidad. Se incorporará
además, un análisis de los aspectos ambientales asociados a la generación de gases de
combustión dentro de la planta. El estudio generará datos de la realidad energética en este
tipo de industria, lo cual es un aporte muy importante para la gestión de asesoría ambiental que
ofrece la Universidad de Cuenca y podrá ser replicado en otras empresas del sector y de la
ciudad en particular.
5
IMPACTOS
IMPACTO CIENTÍFICO
Mediante el estudio se conocerán factores técnicos que influyen sobre la eficiencia
energética térmica y eléctrica, la investigación se enfocara en el análisis de la forma de
consumo de la planta por sus procesos, prácticas operativas usuales y por la infraestructura
tecnológica instalada.
IMPACTO SOCIAL
La reducción de consumo de combustibles fósiles y su respectiva influencia sobre la
disminución de la contaminación del aire, es beneficioso en la salud humana. De igual manera,
el ahorro de combustible y de energía eléctrica implica un beneficio para la empresa y el país la
cual puede canalizar los recursos ahorrados para mejorar sus instalaciones y la calidad de sus
productos.
IMPACTO ECONOMICO
Con este estudio, se puede demostrar que la eficiencia energética térmica y eléctrica,
puede generar ahorros importantes en la empresa y mejorar la rentabilidad de la misma, esta
de lado también, la implicación beneficiosa para el país, puesto que al consumir menos del
mercado interno, hay menos necesidad de comprar combustible con el consecuente egreso de
divisas (que no las tenemos en la medida necesaria).
IMPACTO ECOLOGICO
La eficiencia energética es una importante herramienta de la gestión ambiental, la cual
favorece el ahorro directo de combustibles fósiles en equipos térmicos de planta e
indirectamente, el consumo de los mismos, en la generación eléctrica en centrales térmicas. Al
reducir el consumo de estos combustibles hay una directa reducción de emisiones atmosféricas
de gases contaminantes con un beneficio ambiental adjunto.
6
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
“El objetivo del presente estudio es optimizar el consumo energético térmico y eléctrico
en la Fabrica Panesa”.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
a) Identificar los factores que influyen en el consumo energético en PANESA.
b) Definir los procesos y equipos consumidores para priorizar acciones
c) Optimizar la eficiencia de la combustión en los hornos mediante: Reducción del
consumo de combustible en la operación de panificación de la empresa; Mejora del
sistema de alimentación y calibración de quemadores. Reducción de emisiones de
gases tóxicos en los gases de combustión de las chimeneas de estos equipos.
d) Reducir el consumo de energía eléctrica en la planta vía implementación de
dispositivos ahorradores, sobre todo en sistemas de iluminación, reducción de
consumo eléctrico en cámaras de leudo.
7
CAPITULO 1
MARCO TEORICO
La teoría de eficiencia energética está basada en el análisis de los sistemas térmicos y
eléctricos, balances de energía y masa y en el cálculo de pérdidas e identificación de
potenciales ahorros por medio de la modificación del diseño original o reemplazo por equipos
eficientes.
1.1.
INTRODUCCIÓN.
1.1.1.
SITUACIÓN ENERGÉTICA MUNDIAL Y LOCAL.
Existen múltiples estudios que realizan un acercamiento a la realidad del consumo
energético mundial, a continuación voy a presentar algunos indicadores importantes extraídos
de fuentes internacionales tales como la International Energy Agency (IEA) de EEUU.
El consumo de energía por persona depende de su “estilo” de vida como se indica en la
Tabla 1.
Notamos que en sociedades tecnológicas, cada persona consume 100 veces la
energía que necesita como alimento.
Tabla 1. Consumo histórico de energía por persona
PERIODO
ALIMENTO
HOGAR
Y
COMERCIO
INDUSTRIA
Y
AGRICULTURA
TRANSPORTE
TOTAL*
TOTAL**
Primitivo
2
---
---
---
2
0.026
Caza
3
2
---
---
5
0.064
Agrícola
Primitivo
4
4
4
---
12
0.154
Agrícola
Avanzado
6
12
7
1
26
0.334
Industrial
7
32
24
14
77
0.99
Tecnológico
10
66
91
63
230
2.95
*
1000kcal / persona x día = 48 W
9
**
Q/año para 9 × 10 habitantes.
1 Q = 1018 Btu = 3 × 1014 kWh térmicos = 1000 Quads ≈ fotosíntesis terrestre/año.
Fuente: Richard C. Neville – Bruce Hoeneisen, 2005. USFQ Ecuador.
Como referencia, el consumo mundial en 1998 fue de 0.38 Q/año.
8
Las principales fuentes de energía son petróleo, gas y carbón, con contribuciones de
generación hidroeléctrica, biomasa y nuclear. Ver la Tabla 2:
Tabla 2. Distribución del consumo en 1998.
Fuente
%
Petróleo
40.0
Carbón
23.3
Gas
22.5
Hidroeléctrico
7.0
Biomasa y viento
0.7
Fisión nuclear
6.5
Las reservas energéticas recuperables no renovables, y el potencial de fuentes
renovables se indican en la Tabla 3.
Tabla 3. Fuentes de energía. (Algunos recursos son inciertos).
No renovable
Fósil
Petróleo
4.2 Q
Carbón
14.3 Q
Gas
2.4 Q
Arenas bituminosas ? 19.1 Q
Fisión nuclear?
Enriquecido
no enriquecido ?
12 Q
840 Q
Geotérmico ?
56 Q
Renovable
Biomasa
Hidroeléctrico
Viento
Solar ?
0.015 Q/a
0.06 Q/a
0.03 Q/a
0.075 Q/a
Fusión nuclear ?
Las reservas energéticas recuperables no renovables, y el potencial de fuentes
renovables se indican en la Tabla 3. Este cuadro supone que el recurso se utiliza únicamente
como fuente de energía.
Por ejemplo, el petróleo se utiliza para la fabricación de plásticos, fertilizantes y muchos
otros productos petroquímicos. La fusión nuclear aun no se ha demostrado.
La energía nuclear de fisión, especialmente de uranio no enriquecido, tiene gravísimos
problemas de deshechos radioactivos, accidentes nucleares, y proliferación de plutonio que se
utiliza para construir bombas.
La producción de 0.015 Q/año de biomasa corresponde a destinar aproximadamente
1/7 de toda la tierra arable a la producción de energía. Cualquier producción adicional de bioenergía se ha incluido en el rubro más incierto de “energía” solar.
La energía proveniente de todos los recursos renovables que se indican en la Tabla 3
es aproximadamente igual a 1/5 de la energía solar fijada por la fotosíntesis de las plantas
terrestres.
9
El potencial de energía solar indicado en la Tabla 3 (que incluye calentamiento solar,
celdas solares y bio-tecnología avanzada) es difícilmente alcanzable en la practica debido a la
elevada inversión.
En la Tabla 4 se consideran varias alternativas de población y consumo:
•
La alternativa A corresponde al consumo por persona promedio mundial preindustrial (1850).
•
La alternativa B corresponde al consumo por persona promedio mundial en 1977.
•
Las alternativas C, D y E corresponden al consumo por persona promedio de USA
en 1977.
Notamos que el consumo por persona en Ecuador es de 0.8 KW térmicos (1). Una vez
mas notamos que el consumo mundial en 1998 fue de 0.38 Q/año, lo que se sitúa entre las
alternativas B y C.
En la última línea de la Tabla 4 se indica el tiempo hasta agotar todos los combustibles
fósiles recuperables como única fuente de energía, incluyendo petróleo, gas, carbón y arenas
bituminosas.
Supone, en forma optimista, 48Q de energía, o sea 20% de reservas nuevas.
En la Tabla 4 observamos que no es posible que todos los habitantes actuales del planeta
Tierra lleguen al nivel de consumo de energía de los países “desarrollados”.
Tabla 4. Alternativas de población y consumo de energía.
ALTERNATIVA
9
POBLACION (10 )
CONSUMO x
PERSONA
(MWh/año)
CONSUMO x
PERSONA (Kw)
CONSUMO GLOBAL
(Q/año)
AÑOS HASTA
AGOTAR
A
B
C
D
E
4
4
4
8
12
2.9
17.6
97.5
97.5
97.5
0.33
2
11
11
11
0.04
0.24
1.33
2.66
4.0
1200
200
36
18
12
En la Figura 1 se presenta la población, y los limites alimenticio y de energía renovable
del planeta Tierra.
Observamos que la población fue de 6 mil millones en el año 2000, que crecerá hasta
alcanzar un máximo de aproximadamente 9 mil millones en el año 2050 (cerca del límite
alimenticio del planeta), y que luego decrecerá.
(1) Fuente: Bruce Hoeneisen, 2005. Situación enerégetca mundial con números - USFQ Ecuador.
10
Grafico 1. Población, y límites alimenticio y de energía renovable del planeta Tierra.
La producción de petróleo, proyectada por M. King Hubbert en los años 1970, se indica
en la Figura 3.
Esta predicción es todavía valida hoy. Para quien no cree que se están agotando las
reservas mundiales recuperables de petróleo basta dar estos datos:
El número de barriles de petróleo obtenidos por pie de pozo perforado ha caído de 200
en 1920, a 20 en 1950, a 5 en 1977, y prácticamente a cero desde entonces, a pesar del
avance de la tecnología.
La oferta de petróleo comenzara a descender aproximadamente en el año 2010, y
nunca mas podría satisfacer la demanda. Esto produciría, necesariamente y a corto plazo, un
profundo cambio de estilo de vida de la humanidad.
11
Grafico 2. Producción de petróleo, proyectada por M. King Hubbert en los años 1970.
Su famosa cita expresa la validez de su teoría:
“So long as oil is used as a source of energy, when the energy cost of recovering a
barrel of oil becomes greater than the energy content of the oil, production will cease no matter
what the monetary price may be.” “Our ignorance is not so vast as our failure to use what we
know.”
- M. King Hubbert -
El tiempo para agotar el uranio y la energía geotérmica se indican en la Tablas 5:
Tabla 5. Tiempo hasta agotar uranio y fuentes geotérmicas
TIEMPO (años)
ALTERNATIVA*
A
B
C
D
E
Uranio 235
300
50
9
4.5
3
Uranio 238
21000
3500
630
315
210
1400
233
42
21
14
NUCLEAR
GEOTERMICA
* Ver Tabla 4 para la referencia de alternativas
12
1.1.2.
PANORAMA DE LAS ENERGIAS RENOVABLES
En la Tabla 6 se indica la población sostenible con energía renovable. Notamos que en
la alternativa B (o sea, al nivel de consumo de energía por persona promedio mundial de 2 KW)
solo se puede sostener a una población de 3 mil millones.
Notamos que al nivel de consumo del “primer mundo” todas las fuentes renovables
(excluyendo la fusión nuclear) solo podrían sostener a una población de 540 millones.
Tabla 6. Población sostenible con energía renovable
ALTERNATIVA
Miles de Millones de Personas
B
C, D y E
1.0
0.18
HIDRAULICA
A
6.0
BIOMASA
1.5
0.25
0.045
VIENTO
3.0
0.5
0.09
SOLAR
7.5
1.25
0.23
TOTAL
18
3
0.54
La Tabla 7 ilustra lo difícil y caro que es cubrir las necesidades de energía con celdas
solares.
La insolación por metro cuadrado de panel solar fijo, promediado sobre 24 horas del
día, latitud y clima, es 200 W.
Suponemos un rendimiento total del panel más fuente de poder de 10%. El precio al
por mayor de un metro cuadrado de panel es de aproximadamente $500. Notemos también
que la energía necesaria para fabricar la celda se recupera en 5 a 10 años.
Tabla 7. Superficie de celdas solares fijas requerida por persona.
ALTERNATIVA
Consumo x
Persona
(MWh/año)
Consumo x
Persona (KW)
Celdas Solares x
2
Persona (m )
A
B
C, D y E
2.9
17.6
97.5
0.33
2.0
11
17
100
550
13
1.1.3.
LA SITUACIÓN ENERGÉTICA DEL ECUADOR.
Los problemas del sector eléctrico ecuatoriano se vuelven cada vez menos manejables,
ya que no se ha concretado ningún cambio a favor de la mejora de este sector estratégico de la
economía. Las pérdidas en distribución superan el 23%, la capacidad instalada de producción
prácticamente no ha cambiado, la importación de energía ha sido la respuesta para cubrir la
demanda de energía eléctrica que crece a un ritmo de 10% anual. Esta situación resulta
paradójica cuando el Ecuador podría exportar energía eléctrica si aprovechara su potencial
hídrico, explotado únicamente en 7%.
El Centro Nacional de Control de Energía (Cenace) declaró el estado de alerta eléctrica
que tiene como objetivo central emprender una campaña de ahorro de energía, con lo cual se
espera alcanzar un ahorro de 10% de electricidad y de este modo evitar los apagones. En los
años anteriores el ahorro de la ciudadanía junto con un clima favorable a la generación en
Paute, evitaron los racionamientos eléctricos. A los problemas estructurales del sector eléctrico
se suma el manejo no adecuado de las fuentes de generación, como ocurre en algunas
centrales que han ingresado a mantenimiento correctivo no programado. Esta situación hace
que la probabilidad de experimentar racionamientos sea alta y que el uso de energía térmica y
proveniente de importación deba intensificarse.
Las generadoras térmicas requieren 20
millones de galones de búnker y 10 millones de diesel al mes.
Los siguientes son datos de la página Web www.conelec.gov.ec, del folleto Resumen
de Estadística del Sector Eléctrico Ecuatoriano:
14
TABLA 8. RESUMEN DE INDICADORES ELÉCTRICOS NACIONALES EN EL PERIODO 1998 - JUNIO DE 2007.
15
Los siguientes son datos de la página Web EIA (Energy Information Administration de EEUU)
para el Ecuador al año 2007 según el informe: "Ecuador Energy Data, Statistics and Analysis - Oil,
Gas, Electricity, Coal”
Reservas probadas de petróleo (al 1 de enero de 2007)):
4.5 billones de barriles
Producción de Petróleo (2006E):
540 mil barriles/día (100% petróleo Crudo)
Consumo de petróleo (2006E):
152 mil barriles/día
Capacidad de Destilación de Petróleo Crudo (0E):
176 mil barriles/día
Reservas probadas de Gas Natural (al 1 de enero de 2007)): 345 billones pies cúbicos.
Producción de Gas Natural (2004E): 6 billones pies cúbicos
Consumo de Gas Natural (2004E):
6 billones de pies cúbicos
Reservas de Carbón recuperables (2003E): 26.5 millones de toneladas
Producción de Carbón (2004E): Ninguna
Consumo de Carbón (2004E): Ninguna
Capacidad Eléctrica Instalada (2004E):
3.5 Gigawatts
Producción Eléctrica (2004E): 12.2 billones de kilovatios/hora
Consumo Eléctrico (2004E): 13 billones de kilovatios/hora
Consumo Energético Total (2004E): 0.4 Cuadrillones de Btus*, de los cuales:
Petróleo (77%), Hidroeléctrica (19%), Gas Natural (2%), Carbón (0%), Nuclear (0%), Otras
Renovables (0%)
Consumo Energético Total Per cápita (2004E): 29 millones Btus
Intensidad Energética (2004E) 6,832.4 Btu per $2000-(Purchasing Power Parity)
Emisiones de Dióxido de Carbono relacionadas a Energía (2004E): 22.6 millones de toneladas
de las cuales 90% son de petróleo, 2% Gas Natural, 0% Carbón, 8% otras.
Emisiones de Dióxido de Carbono relacionadas a Energía Per-Capita (2004E): 1.7 toneladas
métricas
Intensidad de Dióxido de Carbono (2004E): 0.4 toneladas métricas por mil $2000-(Purchasing
Power Parity)
Factores Ambientales: Deforestación; Erosión de Suelo; Desertificación; Polución del Agua;
Polución por el derrames de Petróleo
en áreas ecológicamente sensibles de la Amazonía y
Galápagos.
Convenios Ambientales Firmados
Participa en: Protocolo Ambiental Antártico, Tratado Antártico, Biodiversidad, Cambio Climático,
Protocolo de Cambio Climático de Kioto, Desertificación, Especies en Extinción, Residuos
Peligrosos, Protección de la Capa de Ozono, Contaminación Marítima, Maderas Tropicales 83,
Maderas Tropicales 94, Humedales.
La población actual es de 13.5 millones de habitantes, según la estadística disponible la
población crecerá hasta un máximo de aproximadamente 22 millones en el 2060.
El límite alimenticio es de aproximadamente 30 millones. El potencial hidroeléctrico es de
aproximadamente 25500MW pico y 8400MW medio.
Este potencial corresponde a un promedio de 380W para cada una de las 22 millones de
personas.
La inversión requerida para alcanzar este potencial es de aproximadamente 38000 millones
(utópica a corto plazo). Se requieren leyes para hacer atractiva la inversión del sector privado.
El potencial del recurso forestal del Ecuador es de 3 millones de hectáreas. Destinando la
mitad de la producción de estas 3 millones de hectáreas a bio-energía, se obtendrían
aproximadamente 140W térmicos para cada una de las 22 millones de personas.
La inversión correspondiente es de aproximadamente $1050 millones (suponiendo un costo
de plantación de bosque de $700/hectárea × 1.5 M hectáreas).
1.1.4.
VISIÓN A FUTURO
Las alternativas de población y consumo de la humanidad, después de agotar los
combustibles fósiles a mediados del siglo XXII, se presentan en la Tabla 9.
Tabla 9. Alternativas después de agotar las fuentes no renovables de energía (a mediados del siglo
XXII).
ALTERNATIVA
POBLACION
CONSUMO/
HABITANTE
ENERGIA
RENOVABLE
ENERGIA
NUCLEAR
a
6
2 KW
0.18 Q/año
0.18 Q/año
b
3
2 KW
0.18 Q/año
0 Q/año
c
9
1 KW
0.18 Q/año
0.09 Q/año
d
4
11 KW
0.18 Q/año
1.15 Q/año
e
3
1 KW
0.09 Q/año
0 Q/año
f
9
0.5 KW
0.09 Q/año
0.045 Q/año
La alternativa “d” es absolutamente insostenible. Las alternativas “a, b, c y d” son poco realistas
debido a la elevada inversión que requieren. Las alternativas e y f son mas realistas.
17
1.2.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES PARA LA EFICIENCIA Y LA GESTIÓN ENERGÉTICA.
1.2.1.
CONCEPTO FUNDAMENTAL DE EFICIENCIA ENERGÉTICA
Eficiencia Energética es el conjunto de acciones que permiten el ahorro de energía en todas
sus tipos: eléctrica, térmica, etc.
También se la puede considerar como la habilidad de lograr objetivos empleando la menor
cantidad de energía posible.
Otro concepto es la capacidad de alcanzar los mayores beneficios en el uso final de la
energía con el menor impacto sobre el medio ambiente.
1.2.2.
LA GESTIÓN ENERGÉTICA
El concepto de gestión energética se refiere básicamente a hacer un buen uso de la energía
para, junto con el desarrollo de energías renovables y la utilización de transportes menos agresivos
con el medio, tratar de frenar el cambio climático.
La eficiencia energética supone la obtención de los mismos bienes y servicios energéticos,
pero con menos recursos, sin renunciar a la calidad de vida, con menos contaminación, a un precio
inferior al actual, alargando la vida de dichos recursos.
Para conseguir esta eficiencia energética, es necesario apostar en todos lo niveles
administrativos y de producción por la mejora de los procesos, la cogeneración, el reciclaje y la
reorientación de la producción hacia productos menos contaminantes.
Es necesaria una mayor inversión en la investigación y el desarrollo de la eficiencia
energética y que sea la administración la que pase a ser la principal promotora, invirtiendo en nuevas
instalaciones más respetuosas con el medio ambiente.
ESTRATEGIAS PARA SU INTRODUCCION
Considerar que la energía es un insumo de costo variable, que puede ser utilizado de una
manera eficiente introduciendo prácticas que permitan el ahorro de este insumo en la empresa.
La eficiencia energética debe ser un componente integrado en la gestión global de la
empresa.
ACCIONES A DESARROLLAR
1. Llevar a cabo un diagnóstico de Eficiencia Energética en la empresa, por medio del cual se
identifiquen los problemas, soluciones y potenciales de ahorro energético.
2. Implementar las acciones identificadas en el Diagnóstico.
18
Las acciones pueden implicar:
•
Medidas de reordenamiento de las actividades y procesos en las empresas.
•
Pequeñas inversiones destinadas a lograr mejoras en diversos temas: aislamiento,
trampas de vapor, control de cargas, disminución de energías reactivas, etc.
•
Medidas legales, como la negociación de tarifas y acuerdos con las empresas
proveedoras de energía eléctrica y gas natural.
3. Monitorear resultados.
•
Consumos industriales de energía.
Tabla 10. Costos de la energía por tipo de industria.
Actividad Industrial
% de los costos
Hielo
70%
Cemento
55%
Acero, aluminio
30%
Vidrio
30%
Papel, fertilizantes
25%
Cerámica
20%
Metalurgia
15%
Acabado textil
12,5%
Alimentos
10%
Refinerías
7,5%
* Fuente: AF ENERGIKONSULT
•
1.2.3.
Impactos ambientales debidos a consumo energético térmico y eléctrico
IMPACTOS SOBRE EL MEDIO AMBIENTE DE LAS ACTIVIDADES ENERGÉTICAS
CENTRALES TERMOELÉCTRICAS
•
Emisión de dióxido de carbono (CO2) afecta el clima produciendo un aumento en el
efecto de invernadero, este incremento en la temperatura de la tierra trae consecuencias
dramáticas para nuestros ecosistemas: pérdida de volumen de los glaciares, aumento de
los niveles del mar, inundaciones, daños irreparables en los arrecifes de corales,
expansión de enfermedades tropicales, desplazamientos de especies, desaparición de
los principales humedales, pérdida de playas y costas debido a la subida del nivel del
mar, aumento de las temperaturas medias.
El Efecto Invernadero: Los gases de la atmósfera dejan atravesar las radiaciones solares
pero atrapan y no dejan que escape al espacio la radiación infrarroja emitida por la
19
superficie de la tierra y parte baja de la atmósfera. Este proceso es natural, ya que
permite la existencia de vida en la Tierra.
•
Emisión de óxidos de nitrógeno Genera el ozono troposférico y el smog responsables
de enfermedades pulmonares e infecciosas.
•
Emisión de dióxido de azufre Es el mayor causante de la lluvia ácida. La Lluvia Ácida
es una forma de contaminación atmosférica. Se forma cuando los óxidos de azufre y
nitrógeno en combinación con la humedad atmosférica reaccionan convirtiéndose en
ácido sulfúrico y nítrico. Estas partículas en forma de precipitación seca desaparecen por
gravedad o por impacto contra el suelo, edificios, plantas, etc. y otras veces permanecen
en la atmósfera y en combinación con la humedad de las nubes forman la lluvia ácida
cayendo con la lluvia, la nieve y el rocío.
•
Otros contaminantes que se producen en menor cantidad son: el mercurio, el plomo,
metales pesados, partículas (hollín).
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS
•
Fuerte impacto ambiental en la etapa inicial sobre los ecosistemas zonales: flora y fauna
terrestre y acuática, sobre el clima, incorporación de ruidos, incremento de material sólido
en suspensión en el cuerpo de agua, inundación de tierras fértiles.
•
Sobre los ecosistemas acuáticos: cambios en la calidad del agua y de su normal
escurrimiento, mortalidad, disminución y/o reemplazo de especies. Impedimento del viaje
migratorio de las especies acuáticas para el desove.
•
Emisiones de CO2 y de metano proveniente de la degradación anaeróbica y la
descomposición de la materia orgánica vegetal.
•
Impactos visuales, deterioro de los paisajes.
•
Impacto social y económico.
•
Efectos sobre la salud: el aumento de la población de insectos (mosquitos) producen
enfermedades como la malaria y el dengue; desarrollo de la familia de caracoles vector
de la esquistosomiasis que afecta a pescadores y niños.
•
Pérdidas de lugares destinados a la recreación y de áreas de valor cultural o ambiental,
desplazamiento de poblaciones.
•
Pérdida de fuentes de agua potable y de estabilidad geológica (movimientos sísmicos).
Consecuencias por el aumento en el consumo energético
•
Deterioro del sistema de salud en la población (mayor requerimiento de asistencia médica).
•
Pérdidas económicas en la actividad agropecuaria: acidificación de los suelos, escasez del
recurso agua.
•
Impacto sobre los recursos naturales: pérdida de la biodiversidad, contaminación del agua,
disminución de la actividad pesquera por la contaminación de las aguas.
•
Deterioro social y cultural de los grupos poblacionales que son trasladados ante la ejecución
de una represa.
20
POSIBLE IMPACTO DE LA ENERGIA HIDRAULICA
Impactos Negativos Potenciales
Medidas de Atenuación
Directos
Efectos,
ambientales
negativos,
de
la Medidas
para
reducir
los
impactos:
construcción:
contaminación del aire y del agua como
resultado de la construcción y de la eliminación control
de
la
contaminación
del
aire
y
agua;
de los desperdicios;
ubicación cuidadosa de los campamentos, edificios,
erosión del suelo;
excavaciones,
canteras,
depósitos
de
basura
y
reducir
la
erosión;
área
adecuada;
destrucción de la vegetación; destrucción de desechos;
saneamiento y salud en los campamentos de precauciones
salud.
reclamos de la tierra;
Dislocación de la gente que vive en la zona Reubicar
inundada.
para
a
la
gente
en
Proveer compensación en especie por los recursos
perdidos;
Proporcionar
los
servicios
adecuados
de
salud,
infraestructura y oportunidades de empleo;
Perdida de terreno (agrícola, bosques, pastos, Ubicar la represa de tal modo que se reduzcan las
humedales) a causa de su inundación para perdidas;
formar el reservorio.
Reducir el tamaño de la represa y el reservorio;
Proteger áreas de igual tamaño en la región para
compensar
Crear
las
terrenos
utilizables
perdidas;
en
las
áreas
que,
previamente, no eran apropiadas, para compensar las
perdidas;
Perdidas de propiedades históricas, culturales Seleccionar el sitio de la represa, o reducir el tamaño
o ascéticas a raíz de la inundación.
del reservorio para evitar perdidas;
Recuperar o proteger el patrimonio cultural;
Perdidas de tierras silvestres y hábitats de la Ubicar la represa o disminuir la magnitud del reservorio
fauna.
para evitar o reducir las perdidas;
Establecer
parques
compensatorios
o
áreas
reservadas.
Recatar a los animales y reubicarlos.
Proliferación de las hierbas acuáticas en los Limpiar la vegetación lignosa de la zona del reservorio
reservorios y aguas abajo, impidiendo la antes de inundarla (eliminar los nutrientes).
21
descarga de la represa, los sistemas de riego, Disponer medidas para controlar la maleza.
la navegación y la pesca, y mayores pérdidas Cosechar la vegetación para compost, forraje o biogás.
de agua por transpiración.
Regular la descarga del agua y manipular los niveles de
la misma para desalentar el crecimiento de la maleza.
Degradación de la calidad del agua del Limpiar la vegetación lignosa de la zona de reservorio
reservorio
antes de inundarla.
Controlar el uso de la tierra, las descargas de las aguas
servidas y la aplicación de agroquímicos en la cuenca
hidrográfica.
Limpiar el tiempo de retención del agua en el
reservorio.
Instalar salidas a diferentes niveles para evitar la
descarga de agua sin oxigeno.
Sedimentación del reservorio y pérdida de su Controlar el uso de la tierra en la cuenca hidrografía
capacidad de almacenamiento.
(prevenir, especialmente, la tala de los bosques para
agricultura).
Implementar
actividades
de
reforestación
y/o
conservación de suelos en las cuencas hidrográficas
(efecto limitado).
Eliminar, hidráulicamente, los sedimentos (lavado,
corrientes de agua, liberación de corrientes de alta
densidad).
Operar el reservorio de tal manera que se reduzca la
sedimentación (significa la perdida de ciertos beneficios
energéticos).
Formación de depósitos de sedimentos en la Lavar el sedimento, corrientes de agua.
entrada del reservorio, creando un efecto de
contracorriente, e inundando y saturando las
áreas, aguas arriba.
Lavado del lecho del río, aguas abajo de la Diseñar
represa.
una
trampa
eficiente,
para
eliminar
el
sedimento (p. ej., lavar el sedimento, corrientes de
agua) para aumentar el contenido de sal del agua
liberada.
Reducción de la agricultura en la planicie de Regular la liberación de agua de la represa para
inundación (recesión).
duplicar,
parcialmente,
el
sistema
natural
inundación.
22
de
Salinización de los terrenos aluviales.
Regular el flujo para reducir el efecto.
Intrusión del agua salada a los esteros y aguas Mantener un caudal mínimo, por lo menos, para impedir
arriba.
la intrusión.
Interrupción de la pesca en el río, debido a los Mantener un flujo mínimo, por lo menos, para la pesca.
cambios en el flujo, el bloqueo de la migración Instalar gradas para los peces, y otros medios para que
de los peces, y el cambio en la calidad y puedan pasar.
limología del agua.
Proteger los sitios de desove.
Implementar acuicultura y desarrollar la pesca en el
reservorio como compensación.
Se agarran las redes
en la vegetación Desbrozar, selectivamente, la vegetación antes de la
sumergida del reservorio.
inundación.
Aumento de las enfermedades relacionadas Diseñar y operar la represa para reducir el hábitat del
con el agua.
vector.
Controlar el vector.
Emplear profilaxis y tratar la enfermedad.
Demandas opuestas en cuanto al uso del Planificar el manejo de la represa dentro el contexto de
agua.
los planes regionales de desarrollo. Distribuir el agua
equitativamente entre grandes y pequeños agricultores
y entre las diferentes regiones geográficas del valle.
Trastorno social y reducción del nivel de vida Mantener el nivel de vida, asegurando que el acceso a
de la gente reasentada.
los recursos sea, por lo menos, igual a lo que se perdía.
Proveer servicios sanitarios y sociales.
Degradación ecológica debido al aumento de Seleccionar el sitio de reasentamiento para evitar que
presión sobre la tierra.
se supere la capacidad de carga de la tierra.
Aumentar la productividad o mejorar el manejo de la
tierra (mejoramiento de la agricultura, el pastoreo y la
silvicultura) para que pueda soportar una población más
grande.
Trastorno/destrucción de los grupos indígenas Evitar el desplazamiento de las personas no asimiladas,
y tribus.
culturalmente; donde esto no sea posible, reubicarlas
en un área que les permita mantener su estilo de vida y
costumbres.
Aumento de humedad y neblina, localmente, Controlar los vectores.
creando un hábitat favorable para los vectores
insectos de las enfermedades (mosquitos,
23
tsetsé).
Indirectos
Migración incontrolada de la gente hacia el Limitar el acceso, implementar desarrollo rural y
área, gracias a los caminos de acceso y las servicios de salud para tratar de reducir el impacto.
líneas de transmisión.
Problemas ambientales como resultados del Implementar planificación integral en toda la cuenca
desarrollo que posibilita la represa (agricultura para evitar el uso excesivo, abuso y uso incompatible
con riego, industrias, crecimiento municipal).
de los recursos terrestres y acuáticos.
Exteriores
Mal uso de las tierras de las áreas de Incluir en la planificación del uso de la tierra, las áreas
captación sobre el reservorio, produciendo de la cuenca hidrográfica que se encuentren encima de
mayor sedimentación y cambios en la calidad la represa.
del agua.
POSIBLE IMPACTO DE LA ENERGIA TERMICA
Impactos Negativos Potenciales
Medidas de Atenuación
Directos
Efectos de las emisiones atmosféricas sobre la Ubicar la planta lejos de los receptores que sean
salud humana, la agricultura y la fauna y flora sensibles con respecto a la calidad del aire.
nativa.
Diseñar chimeneas más altas para reducir las
concentraciones a nivel de la tierra.
Utilizar combustibles más limpios (p. ej. carbón con
bajo contenido de azufre).
Instalar equipos para controlar la contaminación.
Mayor ruido y vibración.
Utilizar equipos menos potentes.
Limitar el ruido y la vibración a los periodos cuando
causaren menos alteración.
Instalar barreras contra el ruido.
Cambios en la calidad del agua superficial y Tratar los efluentes, química o mecánicamente, en
freática.
el sitio.
Prevenir la contaminación de las aguas freáticas
mediante el uso de revestidores.
Emplear pozos de inyección profundos, más bajos
24
que las zonas potables.
Colocar forros en las piscinas y áreas donde se
eliminan los desechos sólidos.
Diluir el efluente en el punto de descarga.
Efectos tóxicos de las descargas y derrames Desarrollar planes para la prevención de derrames.
químicos.
Implementar trampas y sistemas de contención y
tratar, químicamente, los efluentes en el sitio.
Choque térmico para los organismos acuáticos. Utilizar un diseño alternativo de disipación de calor
(p. ej., enfriamiento de circuito cerrado).
Diluir el efecto térmico, descargando el agua en una
extensión de agua más grande.
Instalar difusores mecánicos.
Enfriar el agua en el sitio, en una piscina de espera,
antes de descargarla.
Explorar las posibilidades de utilizar el calor
residual.
Arrastre y choque de los organismos acuáticos. Ubicar la toma de agua en un área que evite los
impactos importantes.
Instalar mallas para eliminar el arrastre y choque.
Cambios en la cantidad de agua superficial y Desarrollar un plan de reciclaje del agua.
freática.
Cambios en el caudal y descarga del agua Construir canales y piscinas de espera en el sitio.
superficial.
Eliminación de la vegetación y pérdida de Optar por un sitio o disposición diferente para evitar
hábitats.
la pérdida de los recursos ecológicos.
Restaurar la vegetación o hábitats o crear otros
similares.
Dragado y relleno de los humedales.
Optar por un sitio o disposición diferente para evitar
la pérdida de los humedales. Restaurar los
humedales o crear otros similares.
Peligro
para
las
aves
a
causa
de
chimeneas, torres y líneas de transmisión.
las Ubicar las chimeneas y torres fuera de las rutas de
migración;
Instalar deflectores, luces y otros objetos visibles.
Desplazamiento de la población humana.
Optar por un sitio o disposición diferente para evitar
el desplazamiento.
25
Asegurar la participación de las partes afectadas en
la planificación y programa de reasentamiento.
Construir asentamientos/infraestructura, que sean
social y culturalmente aceptables, (ver la sección:
"Desplazamiento Involuntario").
Alteración del tráfico.
Implementar un plan de tráfico que incluya la
programación del uso de las carreteras de parte de
los
trabajadores.
Mejorar
las
carreteras
e
intersecciones.
Modificación de las estructuras o terrenos de Optar por un sitio o disposición diferente.
importancia histórica o arqueológica (p. ej., Desarrollar e implementar los procedimientos para
iglesias, templos, mezquitas, cementerio).
"hallazgos fortuitos", a fin de rescatar, reubicar o
restaurar las estructuras (ver la sección: "Propiedad
Cultural" para mayores detalles).
Construir cercas u otras barreras para proteger las
estructuras o terrenos.
Impacto
visual
sobre
recursos
históricos, Optar por un sitio o disposición diferente.
arqueológicos y culturales y sobre el paisaje.
Construir barreras visuales (p. ej. sembrar árboles.
Exposición de los trabajadores al polvo, Instalar equipos colectores de polvos ;
proveniente de la ceniza y el carbón.
Mantener los niveles de polvo <=mg/m
3
Monitorear el contenido del sílice libre.
Proveer máscaras contra el polvo si se exceden los
niveles.
Exposición de los trabajadores a los gases Realizar el mantenimiento de las calderas.
tóxicos que escapan de las calderas.
Controlar las concentraciones para que no superen
a los siguientes niveles:
SO2 5ppm
CO 50ppm
NO2 5ppm
Exposición
excesivo.
de
los
trabajadores
al
ruido Asegurar que los niveles de ruido sean menores de
90 decibeles, proporcionar protección para los
oídos.
Indirectos
Desarrollo secundario inducido, incluyendo la Implementar un plan de infraestructura y apoyo
26
mayor demanda sobre la infraestructura.
financiero para satisfacer la demanda adicional.
Construir las instalaciones necesarias para reducir
la demanda.
Cambios en los modelos demográficos y Desarrollar un plan para educar a los trabajadores
alteración
de
los
valores
y
sistemas acerca de los valores y modelos sensibles.
socioculturales.
Proveer
programas
y
servicios
de
reajuste
psicológico y/o de comportamiento.
IMPACTO DE LA ENERGIA EOLICA
1.- Si bien uno de los factores que siempre parecía jugar en contra de este sistema de generación de
energía era la ocupación territorial de las granjas eólicas, vale aclarar que la superficie usada es muy
baja, cerca del 1% y el uso del suelo restante es compatible con otras actividades. Así como el bajo
rendimiento y la regulación de voltaje.
2.- Otro de los puntos cuestionados es el posible impacto visual aunque con el paso del tiempo la
actitud del público ha sido favorable.
3.- El ruido ha sido una de las variables que ha tenido un progresivo mejoramiento en los diseños de
las modernas turbinas. Se ha logrado en muchos casos que el ruido de los molinos sea menor que el
ruido del propio viento
4.- La mortandad de aves asociada a molinos de viento es un hecho vinculado fundamentalmente a
las primeras instalaciones ubicadas en pasos montañosos de los EE-UU o ubicados en terrenos de
particular flujo de aves. No constituyen un problema en molinos ubicados en sitios abiertos. Los
estudios previos a la instalación de los diversos parques incluyen este tipo de evaluación.
POSIBLE IMPACTO DE LA ENERGIA SOLAR
El principal inconveniente que presenta este tipo de energía es el calentamiento atmosférico que
genera los rayos del sol sobre los paneles solares. Asimismo, se genera un inconveniente a la hora de
desechar los paneles inservibles.
1.3.
PLANIFICACIÓN
1.3.1.
NORMATIVA Y LEGISLACIÓN AMBIENTAL Y PARA EMISIONES ATMOSFÉRICAS.
Se ha escogido como indicadores algunos límites a cumplirse en las emisiones de la empresa
según la Legislación Ambiental para el caso de emisiones de gases desde fuentes fijas, la que esta
estipulada en el Libro VI Anexo 3 del Texto Unificado de Legislación Ambiental Secundaria
Ecuatoriana, consta de los siguientes artículos de importancia:
27
2.15
Fuente fija de combustión
Es aquella instalación o conjunto de instalaciones, que tiene como finalidad desarrollar operaciones o
procesos industriales, comerciales o de servicios, y que emite o puede emitir contaminantes al aire,
debido a proceso de combustión, desde un lugar fijo o inamovible.
2.16
Fuente fija existente
Es aquella instalación o conjunto de instalaciones ya sea en operación o que cuenta con autorización
para operar, por parte de la Entidad Ambiental de Control, antes de Enero de 2003.
2.17
Fuente fija nueva
Es aquella instalación o conjunto de instalaciones que ingrese en operación a partir de Enero de
2003.
REQUISITOS
4.1
De los límites permisibles de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión
4.1.1 De las fuentes fijas significativas de emisiones al aire
4.1.1.1 Para la aplicación de la presente norma técnica, se definen fuentes fijas significativas y
fuentes fijas no significativas, de emisiones al aire por proceso de combustión.
4.1.1.2 Serán designadas como fuentes fijas significativas todas aquellas que utilizan combustibles
fósiles sólidos, líquidos, gaseosos, o cualquiera de sus combinaciones, y cuya potencia calorífica
(heat input) sea igual o mayor a tres millones de vatios (3 x 106 W), o, diez millones de unidades
térmicas británicas por hora (10 x 106 BTU/h).
4.1.1.3
Para las fuentes fijas que se determinen como fuentes significativas, éstas deberán
demostrar cumplimiento con los límites máximos permisibles de emisión al aire, definidos en esta
norma técnica, en sus Tablas 1 y 2, según se corresponda. Para esto, la fuente deberá efectuar
mediciones de la tasa actual de emisión de contaminantes. Si los resultados fuesen superiores a los
valores máximos permisibles de emisión, la fuente fija deberá entonces establecer los métodos o los
equipos de control necesarios para alcanzar cumplimiento con los valores máximos de emisión
estipulados en esta norma.
4.1.1.4
Serán designadas como fuentes fijas no significativas todas aquellas que utilizan
combustibles fósiles sólidos, líquidos, gaseosos, o cualquiera de sus combinaciones, y cuya potencia
calorífica (heat input) sea menor a tres millones de vatios (3 x 106 W), o, diez millones de unidades
térmicas británicas por hora (10 x 106 BTU/h).
Estas fuentes fijas de combustión no estarán
obligadas a efectuar mediciones de sus emisiones actuales, y deberán proceder según se indica en el
siguiente artículo.
28
4.1.1.5 Las fuentes fijas no significativas, aceptadas como tal por parte de la Entidad Ambiental de
Control, demostrarán cumplimiento con la normativa mediante alguno de los siguientes métodos:
a.
El registro interno, y disponible ante la Entidad Ambiental de Control, del seguimiento
de las prácticas de mantenimiento de los equipos de combustión, acordes con los programas
establecidos por el operador o propietario de la fuente, o recomendados por el fabricante del
equipo de combustión;
b.
resultados de análisis de características físicas y químicas del combustible utilizado,
en particular del contenido de azufre y nitrógeno en el mismo;
c.
la presentación de certificados por parte del fabricante del equipo de combustión en
cuanto a la tasa esperada de emisiones de contaminantes, en base a las características del
combustible utilizado.
d.
mediante inspección del nivel de opacidad de los gases de escape de la fuente;
e.
mediante el uso de altura de chimenea recomendada por las prácticas de ingeniería;
f.
otros que se llegaren a establecer.
4.1.1.6 Para la verificación de cumplimiento por parte de una fuente fija no significativa con alguno de
los métodos descritos, el operador u propietario de la fuente deberá mantener los debidos registros o
certificados, a fin de reportar a la Entidad Ambiental de Control con una frecuencia de una vez por
año.
4.1.1.7 No obstante de lo anterior, las fuentes fijas no significativas podrán ser requeridas, por parte
de la Entidad Ambiental de Control, de efectuar evaluaciones adicionales de sus emisiones, en el
caso de que estas emisiones excedan o comprometan las concentraciones máximas permitidas, a
nivel del suelo, de contaminantes del aire. Estas últimas concentraciones de contaminantes en el aire
ambiente se encuentran definidas en la norma correspondiente a calidad de aire.
4.1.1.8 Las fuentes fijas no significativas deberán someter, a consideración de la Entidad Ambiental
de Control, los planos y especificaciones técnicas de sus sistemas de combustión, esto como parte
de los procedimientos normales de permiso de funcionamiento.
4.1.2 Valores máximos permisibles de emisión
4.1.2.1 Los valores de emisión máxima permitida, para fuentes fijas de combustión existentes, son
los establecidos en la Tabla 1 de esta norma.
Tabla 1. Límites máximos permisibles de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión. Norma
para fuentes en operación antes de Enero de 2003
29
CONTAMINANTE
COMBUSTIBLE
EMITIDO
UTILIZADO
Partículas Totales
Sólido
[1]
3
mg/Nm
355
mg/Nm
Gaseoso
No Aplicable
No Aplicable
Sólido
1 100
mg/Nm
700
mg/Nm
Gaseoso
500
mg/Nm
Sólido
1 650
mg/Nm
1 650
mg/Nm
No Aplicable
No Aplicable
Líquido
Dióxido de Azufre
UNIDADES
355
Líquido
Óxidos de Nitrógeno
VALOR
Líquido
[2]
[2]
[2]
Gaseoso
3
3
3
3
3
3
Notas:
[1]
mg/Nm3: miligramos por metro cúbico de gas, a condiciones normales, mil trece milibares de presión (1 013 mbar) y
temperatura de 0 °C, en base seca y corregidos a 7% de oxígeno.
[2]
combustibles líquidos comprenden los combustibles fósiles líquidos, tales como diesel, kerosene, búnker C, petróleo crudo,
naftas.
4.1.2.2 Los valores de emisión máxima permitida, para fuentes fijas de combustión nuevas, son los
establecidos en la Tabla 2 de esta norma.
Tabla 2. Límites máximos permisibles de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión. Norma
para fuentes en operación a partir de Enero de 2003
CONTAMINANTE
COMBUSTIBLE
EMITIDO
UTILIZADO
Partículas Totales
Sólido
[1]
3
mg/Nm
150
mg/Nm
Gaseoso
No Aplicable
No Aplicable
Sólido
850
mg/Nm
550
mg/Nm
Gaseoso
400
mg/Nm
Sólido
1 650
mg/Nm
1 650
mg/Nm
No Aplicable
No Aplicable
Líquido
Dióxido de Azufre
UNIDADES
150
Líquido
Óxidos de Nitrógeno
VALOR
Líquido
[2]
[2]
[2]
Gaseoso
3
3
3
3
3
3
Notas:
[1]
mg/Nm3: miligramos por metro cúbico de gas, a condiciones normales, de mil trece milibares de presión (1 013 mbar) y
temperatura de 0 °C, en base seca y corregidos a 7% de oxígeno.
30
[2]
combustibles líquidos comprenden los combustibles fósiles líquidos, tales como diesel, kerosene, búnker C, petróleo crudo,
naftas.
4.1.5.5
Para las fuentes fijas significativas, se requerirá que estas cuenten, por lo menos, con
equipos básicos de control de emisiones de partículas, esto a fin de mitigar aquellas emisiones que
se registren durante períodos de arranque o de soplado de hollín en la fuente. Los equipos básicos
de control comprenden equipos tales como separadores inerciales (ciclones). Además, la Entidad
Ambiental de Control podrá requerir, por parte del regulado, la instalación de equipos de control de
emisiones de partículas adicionales a los equipos básicos descritos, siempre que la evaluación
técnica y económica del equipo de control a ser instalado así lo determine.
4.1.5.6 Toda fuente fija significativa está obligada a presentar a la Entidad Ambiental de Control los
resultados que se obtengan de los programas de medición de emisiones que deban ejecutarse. La
Entidad Ambiental de Control establecerá una base de datos con las emisiones de todas las fuentes
bajo su control, así como establecerá los procedimientos de mantenimiento y de control de calidad de
la misma.
1.3.2.
NORMATIVA ELÉCTRICA NACIONAL
La Normativa Eléctrica que aplica al consumidor esta estipulada en la Regulación CONELEC 004-01 “Calidad Servicio Eléctrico – Distribución” en cuyo texto hay los siguientes artículos a ser
considerados:
Definiciones:
Armónicas: Son ondas sinusoidales de frecuencia igual a un múltiplo entero de la frecuencia
fundamental de 60 Hz.
Barras de salida: Corresponde a las barras de Alto Voltaje en las subestaciones de elevación y a las
barras de Bajo Voltaje de subestaciones de reducción.
Centro de transformación: Constituye el conjunto de elementos de transformación, protección y
seccionamiento utilizados para la distribución de energía eléctrica.
Factor de potencia: Es la relación entre la potencia activa y la potencia aparente.
Fluctuaciones de Voltaje (o Variaciones de): Son perturbaciones en las cuales el valor eficaz del
voltaje de suministro cambia con respecto al valor nominal.
Frecuencia de las interrupciones: Es el número de veces, en un periodo determinado, que se
interrumpe el suministro a un Consumidor.
31
Interrupción: Es el corte parcial o total del suministro de electricidad a los Consumidores del área de
concesión del Distribuidor.
Niveles de voltaje: Se refiere a los niveles de alto voltaje (AV), medio voltaje (MV) y bajo voltaje (BV)
definidos en el Reglamento de Suministro del Servicio.
Periodo de medición: A efectos del control de la Calidad del Producto, se entenderá al lapso en el
que se efectuarán las mediciones de Nivel de Voltaje, Perturbaciones y Factor de Potencia, mismo
que será de siete (7) días continuos.
Perturbación rápida de voltaje (Flicker): Es aquel fenómeno en el cual el voltaje cambia en una
amplitud moderada, generalmente menos del 10% del voltaje nominal, pero que pueden repetirse
varias veces por segundo. Este fenómeno conocido como efecto “Flicker” (parpadeo) causa una
fluctuación en la luminosidad de las lámparas a una frecuencia detectable por el ojo humano.
Voltaje Armónico: Es un voltaje sinusoidal de frecuencia igual a un múltiplo entero de la frecuencia
fundamental de 60 Hz del voltaje de suministro.
Voltaje nominal (Vn): Es el valor del voltaje utilizado para identificar el voltaje de referencia de una
red eléctrica.
Voltaje de suministro (Vs): Es el valor del voltaje del servicio que el Distribuidor suministra en el
punto de entrega al Consumidor en un instante dado.
PARÁMETROS DE CALIDAD DEL SERVICIO
El derecho que tenemos los consumidores de recibir un servicio de óptima calidad se encuentra
consagrado tanto en la Constitución Política de la República del Ecuador, como en la Ley Orgánica
de Defensa del Consumidor y en la Ley de Régimen de Sector Eléctrico. Sin embargo, el término
“óptima calidad” requiere de parámetros técnicos y comerciales que determinen su cumplimiento.
En el Reglamento de Suministro del Servicio de Electricidad se establecen los aspectos técnicos y
comerciales del servicio de energía eléctrica.
El artículo 5 del Reglamento mencionado señala que en caso de que el distribuidor no cumpla con los
niveles de calidad establecidos en las regulaciones pertinentes, estará obligado a resarcir todos los
daños ocasionados.
Con el objeto de evaluar el servicio, los distribuidores deberán proporcionar el servicio con los niveles
de calidad, para lo cual adecuarán progresivamente sus instalaciones, organización, estructura y
procedimientos técnicos y comerciales.
32
La evaluación de la prestación del servicio se efectuará considerando los siguientes aspectos:
a) Calidad del producto:
Nivel de Voltaje.
Perturbaciones.
Factor de Potencia.
b) Calidad del Servicio Técnico:
Frecuencia de Interrupciones.
Duración de Interrupciones.
c) Calidad del Servicio Comercial:
Atención de Solicitudes de Servicio.
Atención y Solución de Reclamos.
Errores en Medición y Facturación.
El CONELEC emitirá las Regulaciones que incluyan la modalidad, procedimientos de
evaluación e índices de calidad sobre los aspectos mencionados.
ASPECTOS TÉCNICOS DE CALIDAD
Nivel de Voltaje: El CONELEC evaluará las variaciones de voltaje existentes en las redes del
Distribuidor. El Distribuidor deberá efectuar pruebas mensuales de voltaje (V) en los puntos de
entrega del 0,01% de los consumidores de su sistema, por un período mínimo de siete días
continuos.
Si como resultado de una solicitud escrita de los Consumidores, se verifica que los valores de voltaje
están fuera de los límites permitidos, el distribuidor tendrá un plazo definido para subsanar el desvío
de los límites. Cumplido dicho plazo y si esto no se hubiere dado, será penalizado por el CONELEC.
(Art. 10 del Reglamento de Suministro del Servicio de Electricidad).
A los efectos de la prestación del servicio, se determinan los siguientes niveles de voltaje:
•
Bajo Voltaje: hasta 0,6 kV;
•
Medio Voltaje: entre 0,6 y 40 kV;
•
Alto Voltaje: mayor a 40 kV.
Perturbaciones: Las perturbaciones que se controlarán son las oscilaciones rápidas de voltaje
(flicker), las distorsiones armónicas y cualquier otro parámetro que la experiencia demuestre que
afecta la calidad del servicio.
El Distribuidor efectuará las mediciones y estudios necesarios para determinar el origen y las
magnitudes de las perturbaciones (Art.11 Reglamento de Suministro del Servicio de Electricidad).
33
El distribuidor podrá suspender el servicio a los consumidores cuyas instalaciones produzcan
perturbaciones en el sistema de distribución que excedan los límites permitidos, hasta que se
eliminen las causas que las originaron.
Factor de Potencia: El distribuidor efectuará mediciones del factor de potencia en períodos de
integración horarios con el régimen de funcionamiento y cargas normales de las instalaciones de los
consumidores al nivel de voltaje primario y por un tiempo no menor a siete días.
Si la estadística de las mediciones efectuadas demuestra que el factor de potencia es inferior a 0,92
en retraso o adelanto, en más del 5% del período evaluado, el distribuidor, a más de establecer los
recargos por consumo de energía reactiva señalados en el Reglamento de Tarifas, notificará al
consumidor tal circunstancia, otorgándole un plazo para la corrección de dicho factor.
Si una vez transcurrido el plazo al que se refiere el inciso inmediato anterior, el consumidor no
hubiere corregido la anormalidad, el Distribuidor estará facultado a realizar, por sí o por medio de
terceros, las instalaciones necesarias para corregir dicho factor a costo del consumidor.
Cualquiera sea el tipo de consumidor, cuando el valor medido del factor de potencia fuese inferior a
0,60, el distribuidor, previa notificación, podrá suspender el servicio hasta que se modifique sus
instalaciones a fin de superar dicho valor.
De todas maneras, el distribuidor está obligado a instalar en su sistema los equipos de potencia
reactiva que sean necesarios para mantener, en el punto de conexión al Sistema Nacional
Interconectado el factor de potencia dentro de los límites establecidos (Reglamento de Suministro del
Servicio de Electricidad).
Continuidad de servicio: Los distribuidores deberán efectuar la recopilación de información
relacionada con el registro de las interrupciones de servicio y la determinación de los indicadores de
continuidad de suministro (Art.13 Reglamento de Suministro del Servicio de Electricidad).
Frecuencia: El distribuidor deberá instalar equipos (relés de frecuencia) que desconecten, en
bloques, parte de sus cargas cuando la frecuencia del Sistema Nacional Interconectado (SNI) varíe
fuera de los límites permitidos (Art.14 Reglamento de Suministro del Servicio de Electricidad)
Interrupciones Intempestivas Generales: En caso de producirse interrupciones generales
intempestivas (apagones), se deberá cumplir estrictamente con los procedimientos de reposición
gradual del servicio, a fin de que el voltaje y frecuencia permanezcan dentro de los rangos permitidos
y no causen daños a los bienes de los consumidores (Reglamento de Suministro del Servicio de
Electricidad).
34
CAPITULO 2
GESTIÓN ENERGÉTICA ELÉCTRICA
2.1.
INTRODUCCIÓN
En los últimos años el consumo de energía eléctrica ha incrementado de una forma más
acelerada que el crecimiento económico, debido al incremento del confort y de necesidades creadas
para mejorar los niveles de vida.
Actualmente es necesario realizar una serie de acciones que frenen el índice de crecimiento
del consumo energético, implementado todos los métodos que lleven a una eficiencia en el consumo;
para determinar alguno de los métodos a ser utilizados es necesario realizar un estudio que permita
determinar dónde y cómo se está utilizando la energía eléctrica en la prestación de un servicio o en la
elaboración de un producto.
La realización de una Auditoria Energética, surge de la necesidad de determinar el destino
dado a una cantidad de energía y que este destino además implique un trabajo productivo y eficaz.
La Fábrica PANESA emplea gran cantidad de energía eléctrica para sus procesos de
preparación de materia prima, mezcla de ingredientes, formado de producto, leudado, horneado,
enfriamiento empacado y control de calidad; así como en la parte administrativa. En el capítulo 3 se
muestra el diagrama de proceso del principal producto (pan cortado).
El Análisis de Uso Eficiente de Energía Eléctrica abarca las principales fuentes de
transformación, conducción y consumo eléctrico en la misma, que permita detectar donde se
encuentran los problemas y posteriormente sugerir las posibles soluciones técnico-económicas más
adecuadas.
2.2.
JUSTIFICACION DEL ESTUDIO.
Para la mayoría de los usuarios y empleados de fábricas, la electricidad es un recurso que
está siempre disponible, se aprieta el interruptor y se prende, se enchufa una maquina, pero pocos
saben cómo se genera y se transmite la energía eléctrica. No están conscientes que detrás de esto
existe un costo de generación, transmisión y producción, que será pagado en su mayor porcentaje
por el usuario o consumidor final.
La energía eléctrica se obtiene mediante la transformación de recursos hídricos o al quemar
los combustibles fósiles (fundamentalmente petróleo y gas) proceso en el cual se forman grandes
cantidades de anhídrido carbónico y otros gases contaminantes, como CO2, que se emiten a la
atmósfera. En consecuencia, es necesario razonar que, cuando se consume un kWh de energía
eléctrica innecesariamente, en algún lugar ha aumentado injustificadamente la contaminación
atmosférica por la emisión de gases producto de la combustión de petróleo o gas.
35
2.3.
OBJETIVOS DEL ESTUDIO
2.3.1.
OBJETIVO GENERAL
Evaluar la forma y cantidad de consumo de energía eléctrica en la planta y sugerir
un
programa de ahorro de energía en los sistemas de mayor incidencia.
2.3.2.
•
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Determinar y analizar la curva de demanda para establecer sus patrones o costumbres de
consumo y fijar políticas de uso eficiente de la energía eléctrica.
•
Comparar y analizar los valores de energía facturada y energía consumida para verificar el
adecuado cobro por parte de la Empresa Distribuidora.
•
Analizar el rendimiento de los sistemas de mayor incidencia con la finalidad de plantear
recomendaciones para alcanzar niveles de eficiencia y ahorro en su utilización.
•
Analizar la calidad de energía tanto interna como externamente para verificar el cumplimiento
de estándares.
•
2.4.
Formular recomendaciones para el ahorro de energía.
ALCANCE
El estudio incluyo el análisis del nivel de consumo energético eléctrico, mediante el análisis de
un historial proporcionado por la Empresa Eléctrica Regional Centro Sur (EERCS) y la utilización de
un equipo de medición de magnitudes eléctricas (LEM Memobox 300 Smart).
Así mismo se realizó una verificación de la planillación de energía eléctrica mediante la
comparación entre los valores calculados según las regulaciones de pliego tarifario y los valores
cobrados por la EERCS.
Finalmente se establecerán recomendaciones para el control del consumo y la aplicación de
políticas de ahorro energético.
2.5.
PLIEGO TARIFARIO
Es pertinente la descripción del pliego tarifario utilizado en el cálculo de la planilla de la
fábrica, para poder visualizar de mejor manera los valores a ser verificados en la planillación y la
incidencia de la disminución del consumo en el pago total.
El pliego tarifario que se aplica para la planillación se establece en función de los siguientes
parámetros:
36
Categorías y Grupos de Tarifas
De conformidad con el artículo 17 del Reglamento de Tarifas del CONELEC, por las
características de consumo se consideran tres categorías de tarifas: residencial, general y alumbrado
público; y, por el nivel de tensión, tres grupos: alta tensión, media tensión y baja tensión.
Categoría General:
Servicio eléctrico destinado a los Consumidores en actividades diferentes a la Categoría
Residencial y básicamente comprende el comercio, la prestación de servicios públicos y privados, y la
industria. Se consideran dentro de esta categoría, entre otros, los siguientes:
•
Locales y establecimientos públicos o privados comerciales o de carácter fabril o industrial
•
Locales públicos o privados destinados a la elaboración, o transformación de productos por
medio de cualquier proceso industrial y sus oficinas administrativas.
•
Asociaciones civiles y entidades con o sin fines de lucro.
•
Centros de salud, escuelas, colegios y universidades del Estado).
•
Tiendas, almacenes, salas de cine o teatro, restaurantes, hoteles y afines.
Consumidores Comerciales e Industriales
Los Distribuidores tienen la obligación de mantener en sus registros una clasificación
adicional para identificar a los Consumidores Comerciales e Industriales, para efectos de recaudación
del 10% sobre el valor neto facturado por consumo de energía eléctrica, destinado al FERUM.
Persona natural o jurídica, pública o privada, que utiliza los servicios de energía eléctrica para
fines de negocio, actividades profesionales o cualquier otra actividad con fines de lucro.
La fábrica PANESA se encuentra en la categoría de tarifación de media y alta tensión por
nivel de tensión y en la categoría de consumidor industrial dentro del grupo general por tipo de
consumo. La tarifa aplicada es la de Industrial con medición horaria.
Se aplica Demanda
Horaria con los siguientes cargos:
Demanda Pico de 18H00 a 22H00 = $5.011 USD/Kw
Costo Energía 07H00 a 22H00 = $0.070 USD/Kw
Costo Energía 22H00 a 07H00 = $0.057 USD/Kw
37
2.6.
DEMANDA ELECTRICA
El historial de consumo de energía eléctrica que se presenta ha sido proporcionado por la
Dirección de Planificación de la EERCS, este ha permitido realizar el análisis del consumo y
relacionar su comportamiento con otras variables presentes.
El siguiente cuadro muestra como ejemplo los datos de consumo de acuerdo a la base de
datos de la E.E.R.C.S. del medidor con código 387969:
Tabla 11. Descripción de Consumos
EMPRESA ELÉCTRICA REGIONAL CENTRO SUR C.A.
DIRECCIÓN DE COMERCIALIZACIÓN
CODIGO: 387969
RUBRO
VALOR
ALUMBRADO PUBLICO CON TARIFA EMPRESA
$37,37
CONTRIBUCION BOMBEROS 3109-A
$10,20
CARGO POR COMERCIALIZACION
$1,41
CARGO POR DEMANDA
$190,42
CARGO POR ENERGIA
$876,02
ELECTRIFICACION RURAL CONELEC
$106,79
INTERES ALUMBRADO PUBLICO EMPRESA
$0,37
INTERES COMERCIALIZACION
$0,01
INTERES ELECTRIFICACION RURAL CONELEC
$1,05
INTERES CARGO POR DEMANDA
$1,53
INTERES VENTA DE ENERGIA
$8,97
TASA DE RECOLECCION DE BASURA CUENCA
GESTION DE COBRO
TOTAL:
$329,29
$3,00
$1566,43
Tabla: Datos de Consumo Emisión Enero 2008
Fuente: EERCS (Dirección de Comercialización)
En las planillas anteriores se pueden observar resaltados los cargos por demanda y cargos
por energía que según las regulaciones emitidas por el CONELEC se debe cobrar a los usuarios
comerciales, además se detallan los rubros adicionales tales como alumbrado público, electrificación
rural, tasa de recolección de basura, intereses, entre otros, que serán tratados posteriormente.
2.7.
ANALISIS DE LA DEMANDA MENSUAL
La información existente del consumo de la fábrica, corresponde al periodo comprendido
entre enero 2006 a diciembre 2007.
La Tabla 12 muestra en resumen la demanda de energía durante dicho periodo:
38
Tabla 12. Demanda de Energía de Fabrica Panesa
Código:
Nombre:
Uso de
Energía:
MES
Ene-06
Feb-06
Mar-06
Abr-06
May-06
Jun-06
Jul-06
Ago-06
Sep-06
Oct-06
Nov-06
Dic-06
Ene-07
Feb-07
Mar-07
Abr-07
May-07
Jun-07
Jul-07
Ago-07
Sep-07
Oct-07
Nov-07
Dic-07
PROM
387969
PAN DEL ECUADOR
INDUSTRIAL CON MEDICION HORARIA
E. ACTIVA
(kWh)
15026
16099
10849
12074
11288
12017
12009
11533
12344
12554
12102
11673
12889
12481
10550
12622
13038
13663
13351
12638
12970
12421
13420
13298
12621
E. REACTIVA
(kWh)
2072
2416
2201
2881
2354
2527
2674
2400
2703
2917
2847
2513
3460
2847
2461
2886
3088
3281
3669
2627
2546
2407
2404
2935
2713
E. TOTAL
(kWh)
15168
16279
11070
12413
11531
12280
12303
11780
12636
12888
12432
11940
13345
12802
10833
12948
13399
14051
13846
12908
13218
12652
13634
13618
12916
COS fi
0.99
0.99
0.98
0.97
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.97
0.97
0.98
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.97
0.96
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
0.98
DEMANDA PICO
(kW)
35
40
39
37
35
39
36
32
32
37
35
32
38
35
35
32
34
32
36
37
35
31
32
30
35
Fuente: EERCS y PANESA.
El siguiente grafico muestra el comportamiento del consumo de energía eléctrica de la
Fábrica, se observa la fluctuación mensual del consumo.
Esta notable fluctuación encuentra su justificación en la demanda de producción.
39
Grafico 3. Consumo Emisión Enero 2006 – Dic 2007
Dic-07
Nov-07
Oct-07
Sep-07
Ago-07
Jul-07
Jun-07
May-07
Abr-07
Mar-07
Feb-07
Ene-07
Dic-06
Nov-06
Oct-06
Sep-06
Ago-06
Jul-06
Jun-06
May-06
Abr-06
Mar-06
Feb-06
Ene-06
Kw/h
CONSUMO DE ENERGIA vs. TIEMPO
18000
16000
14000
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
Mes
Para entender el comportamiento del consumo mensual de energía se solicitó al
departamento de producción el detalle de producción del principal producto de la fábrica que es el
Pan Cortado, para relacionar las dos variables, la siguiente tabla 13 muestra la información obtenida
en el periodo agosto 2006 y diciembre 2007:
Tabla 13. Datos de Producción de Pan Cortado y Consumo de Energía Electrica.
Ago-06
PRODUCCION PAN
CORTADO
(kg)
12104.5
ENERGIA ELECTRICA
TOTAL
(Kwh.mes)
11780
Sep-06
12934.5
12636
MES
Oct-06
11670.0
12888
Nov-06
12624.5
12432
Dic-06
11371.0
11940
Ene-07
14134.0
13345
Feb-07
11624.5
12802
Mar-07
14405.5
10833
Abr-07
11376.0
12948
May-07
11851.0
13399
Jun-07
11606.0
14051
Jul-07
11107.5
13846
Ago-07
11142.5
12908
Sep-07
10197.0
13218
Oct-07
11790.5
12652
Nov-07
9288.5
13634
Dic-07
PROM
7994.5
11601
13618
12878
SUMA
197222
218931
En el siguiente grafico se muestra la relación entre la producción y el comportamiento de la
demanda de energía mensual en el periodo agosto 2006 y diciembre 2007:
PROD (kg)
E. TOTAL
(Kwh.mes)
16000.0
16000
14000.0
14000
12000.0
12000
10000.0
10000
8000.0
8000
6000.0
6000
4000.0
4000
2000.0
2000
0
0.0
Ago- Sep- Oct- Nov- Dic- Ene- Feb- Mar- Abr- May- Jun06
06
06
06
06 07
07
07
07
07
07
Jul- Ago- Sep- Oct- Nov- Dic07 07
07
07
07
07
Grafico 4. Producción Pan Cortado y Energía Eléctrica Consumida
MES
Kwh.Mes
Kg Pan
Produccion Pan Cortado (kg) vs. Energía Electrica Consumida
(Kwh.mes)
Se puede observar que los picos y los valles del gráfico no siempre son coincidentes en el
tiempo entre el consumo de energía y la producción de pan cortado. Esta falta de proporcionalidad
está determinada por el consumo de energía en otras áreas como, maquinaria, iluminación general
de planta y oficinas, etc.
En base a lo dicho, el ahorro del consumo de energía debe estar enfocado a políticas de
control en el consumo de iluminación y optimización de sistemas y máquinas ineficientes.
2.8.
ANALISIS DE LA CALIDAD DE ENERGIA
Se realizaron mediciones de Calidad de Energía con un equipo “LEM Memobox 300 Smart”
de propiedad de la Empresa Eléctrica Regional Centro Sur (EERCS) el cual fue dispuesto en el
medidor de la Fábrica durante 7 días (Desde el día Martes 22 de enero de 2008 a las 16:00 hasta el
día Martes 29 de enero de 2008 a las 15:50). Este equipo fue colocado por la gentil colaboración del
Departamento de Planificación de la EERCS, cuyo director es el Ingeniero Miguel Arévalo y su
personal técnico. Ver fotos de la disposición del equipo:
Foto 1. Disposición del Tablero de Medidor Eléctrico al interior de la Planta
(Se puede observar también el transformador propio de la Fábrica)
Foto 2. Disposición del Equipo LEM Memobox 300 Smart al interior del Tablero de Medidor.
(Se observan las conexiones de potencia y voltaje a las tres fases y neutro)
El equipo fue programado para tomar datos de parámetros de calidad energética cada 10
minutos, obteniéndose un total de 1008 registros de datos de voltaje, corriente, potencia, armónicos,
flickers, factor de potencia, entre otros.
2.9.
ANALISIS DE LA CURVA DE CARGA.
En el punto anterior en base a un historial se pudo observar como ha sido el comportamiento
del consumo energético mensual. Punto importante constituye registrar el consumo de energía diario
(Curva de Carga diaria), éste permite observar las costumbres existentes, las horas de mayor y
menor consumo y relacionar con el uso final que se le está dando a esta energía. Para realizar el
registro se instaló un equipo en el medidor principal, el cual tomó datos de consumo y calidad de
energía durante un período de 7 días en intervalos de 10 minutos. Los cuadros de registro se
encuentran en la sección anexos, y a continuación se muestran los gráficos del consumo semanal y
diario.
44
CURVA DE CARGA SEMANAL (W)
40000.0
Mar
22
Ene
35000.0
Jue 24 Ene
Mie 23 Ene
Vie 25 Ene
Dom 27 Ene
Sab 26 Ene
Mar
29
Ene
Lun 28 Ene
30000.0
20000.0
15000.0
10000.0
Hora
Grafico 5. Curva de Carga Semanal 22 - 29 Enero 2008 (Equipo LEM Memobox 300 Smart)
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0.0
0:00:00
5000.0
16:00:00
(W)
25000.0
En el Gráfico 5 se puede observar lo siguiente:
1. La medición comienza en la tarde del día martes 22 de enero, con una actividad normal de
trabajo en la planta en el periodo 16:00 hasta las 19:30 donde se produce una caída del
consumo por cese de las actividades productivas.
2. Desde las 00:00 del día 23 hasta las 06:50 hay un progresivo descenso en el consumo
debido a la reducción de la iluminación, la curva cae hasta donde los sistemas de
refrigeración e iluminación mínimos están en funcionamiento.
3. Desde las 06:50 hasta las 08:00 se produce una elevación considerable del consumo por
inicio de las actividades productivas en la planta y se mantiene este consumo con variaciones
diversas hasta que se produce el pico máximo en la tarde. Esto es debido al arranque y
parada de las máquinas automáticas de panificación, tales como batidoras, brina, micronic,
molinos, batidoras, etc. Las cuales funcionan de acuerdo a la demanda de producto, sin un
programa especifico de trabajo.
Luego hay un progresivo descenso del consumo hacia
avanza la noche.
4. Se observa que a las 05:30 de la mañana del día jueves 24 hay una caída súbita del
consumo, posiblemente por cambio de turno de trabajo hasta las 06:30 de la mañana, desde
entonces el ciclo se repite hasta el día sábado 26.
5. El día domingo 25 se presenta una caída del consumo desde las 05:00 hasta las 19:30 por el
cese completo de actividades y posterior encendido de luminarias de la planta hasta la
madrugada del día lunes donde a partir de las 03:50 hay un descenso del consumo y se
arranca actividades desde las 07:00 donde se repite el ciclo anteriormente mencionado.
CURVA DE CARGA DIARIA (W): LUNES 28 DE ENERO 2008
40000.0
35000.0
30000.0
20000.0
15000.0
10000.0
5000.0
Hora
Grafico 6. Curva de Carga Diaria: Lunes 28 de Enero 2008 (Equipo LEM Memobox 300 Smart)
0:00:00
23:00:00
22:00:00
21:00:00
20:00:00
19:00:00
18:00:00
17:00:00
16:00:00
15:00:00
14:00:00
13:00:00
12:00:00
11:00:00
10:00:00
9:00:00
8:00:00
7:00:00
6:00:00
5:00:00
4:00:00
3:00:00
2:00:00
1:00:00
0.0
0:00:00
(W)
25000.0
El gráfico muestra una curva de carga diaria, que permite analizar los picos, valles y
usos finales en el consumo. En éste se puede observar lo siguiente:
•
Entre las 00:00 y las 04:00am hay un consumo que oscila entre los 14kW y los 16kW, su
forma esta determinada por el sistema de refrigeración y congelamiento de la planta,
labores del turno nocturno del día anterior, iluminación interior, así como de iluminación de
guardianía y parte externa de la fábrica.
•
A partir de las 04:00am hasta las 07:10am hay un decremento en el consumo que baja
desde los 15 kW hasta los 7kW aproximadamente lo cual puede deberse a una baja de las
actividades productivas en ese periodo.
•
Desde las 07:10am hasta las 08:00am existe un fuerte incremento de consumo (desde 7kW
hasta 25kW = 360%) debido al inicio de las actividades del turno de trabajo del día,
encendido de iluminación de planta, cámaras de fermentación, maquinaria, motores,
iluminación y computadores de área de oficinas.
Y a partir de esta hora existe una
fluctuación que varía entre picos de 33kw y valles de 20kW, con un promedio de 27kW,
desde las 08:00am hasta las 20:00pm, esto es debido al uso de maquinaria con motores
que funcionan de forma discontinua de acuerdo a las necesidades productivas (maquinas
mezcladoras, batidoras, boleadoras, molinos, micronic, etc.). Estos motores trifásicos tienen
una demanda alta de energía (ver Tabla de levantamiento de carga eléctrica, mas adelante).
•
A partir de las 20:20 hay una disminución en el consumo de forma intermitente ya que las
actividades productivas se reducen.
•
Del análisis de la curva de carga diaria, se desprende que es necesario disminuir el
consumo base de energía y limitar los picos de esta, las recomendaciones de cómo lograr
esto se realizarán en el punto correspondiente.
2.10.
CARGA ELECTRICA INSTALADA
El registro de la carga instalada en la planta ayuda a justificar los niveles de demanda
descritos.
La fábrica no dispone de planos eléctricos constructivos, por lo que se realizó un
levantamiento muy aproximado de las cargas más representativas dentro del sistema. Esto
servirá para realizar las recomendaciones en cuanto a cambio de equipos o potencias de ser
requerido.
La siguiente tabla muestra la potencia instalada y además se ha asociado a ésta un
consumo en tiempo de horas, estimado en función de de observación y costumbres de uso de
energía, para determinar el aporte en el consumo total.
48
Tabla 14. Carga Instalada en uso.
DESCRIPCION
CANTIDAD
POTENCIA
(W)
P. TOTAL
(W)
DEPOSITO DE COMBUSTIBLE, GENERADOR Y COMPRESORES
Reflector Lámpara Sodio
1
250
250
Bomba de Agua
1
1760
1760
Compresor
1
3300
3300
TOTAL
5310
TIEMPO/USO
MES (Horas)
ENERGIA
KWH
80
80
80
20
140.8
264
424.8
AREA DE PROCESO
Lámparas Fluorescentes
41
80
3280
240
787.2
Resistencias Cámaras de
Leudo
6
1000
6000
160
960
Ventiladores Cámaras de
Leudo
Motor Súper Cake
Boleadora
Dosificador Cake
Motor Amasadora Micronic
Motor Molino de Azúcar
Molino de Miga
Motor Formadora
Grisinera
Motor Laminadora
Bomba
Generador de Frío
Motor Procesador
Motores de Impresora
Empacadora de Cakes
Termoformador
Motor Micronic
6
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
80.0
735.0
1100.0
367.8
5250.0
2206.0
5592.8
551.6
367.8
478.1
4847.1
186.4
370.0
460.0
745.7
1900.0
3810.0
TOTAL
480.0
735.0
1100.0
367.8
5250.0
2206.0
5592.8
551.6
367.8
478.1
4847.1
186.4
370.0
920.0
745.7
1900.0
3810.0
39188.1
320
80
160
80
240
80
80
160
160
160
80
320
160
160
160
160
160
153.6
58.8
176.0
29.4
1260.0
176.5
447.4
88.3
58.8
76.5
387.8
59.7
59.2
147.2
119.3
304.0
609.6
5959.2
372.85
15
80
350
TOTAL
373
15
1280
350
2018
240
240
240
160
89.5
3.6
307.2
56.0
456.3
80
16
50
TOTAL
80
32
50
162
240
240
240
19.2
7.68
12
38.88
BODEGA DE MP PRINCIPAL
Motor Frigorífico
1
Radio
1
Lámparas Fluorescentes
16
Computador + Impresora
1
BODEGA DE MP Pequeña
Lámparas Fluorescentes
Iluminación Ahorradora
Balanza Electrónica
1
2
1
49
AREA DE MIGA DE PAN
Lámparas Fluorescentes
Motor Molino
Iluminación Ahorradora
4
1
2
BODEGA DE PRODUCTO TERMINADO
Reflector Lámpara Sodio
4
Frigorífico Beverage Air
1
Balanza Electrónica
1
Lámparas Fluorescentes
1
Computador + Impresora
1
80
2982.8
16
TOTAL
320
2982.8
32
3334.8
160
80
160
51.2
238.6
5.12
294.9
250
800
50
80
350
TOTAL
1000
800
50
80
350
2280
160
320
320
240
160
160
256
16
19.2
56
507.2
PASTELERIA
Lámparas Fluorescentes
Extractor de olores
Maquina Picadoras
Balanza Electrónica
Frigoríficos
Amasadora
Batidora
Iluminación Incandescente
3
1
2
1
2
1
1
1
80
100
250
50
420
533.2
551.6
40
TOTAL
240
100
500
50
840
533.2
551.6
40
2854.9
240
80
80
320
320
80
80
80
57.6
8
40
16
268.8
42.7
44.13
3.2
480.4
AREA HORNOS
Reductores de Hornos
Quemador de Hornos
Ventilador de Hornos
Lámparas Fluorescentes
Ventilador Enfriador
Lámpara de Sodio Grande
1
1
1
16
1
2
1938.8
642.0
9694.1
80
80
250
TOTAL
1939
642.0
9694.1
1280
80
500
14135.0
320
320
320
320
160
160
620.4
205.5
3102.1
409.6
12.8
80.0
4430.4
DEPARTAMENTO PRODUCCION Y CALIDAD
Lámparas Fluorescentes
4
80
Computador + Impresora
3
350
Extractor de olores
1
100
Estufa
1
280
Frigorífico
1
250
Balanza Electrónica
1
50
Ventilador
1
40
Microondas
1
180
TOTAL
320
1050
100
280
250
50
40
180
2270
240
240
80
40
320
80
40
80
76.8
252
8
11.2
80
4
1.6
14.4
448
AREA DE EMPACADO FRIO
Lámparas Fluorescentes
1
Maquina Cortadora
2
Maquina Aire Acondicionado 1
80
372.9
248.3
240
160
160
19.2
59.7
39.7
80
186.4
248.3
50
TOTAL
701.2
118.6
BAÑOS PLANTA
Lámparas Fluorescentes
Iluminación Ahorradora
2
2
80
16
TOTAL
160
32
192.0
240
240
38.4
7.68
46.1
AREA ADMINISTRATIVA
Lámparas Fluorescentes
23
80
1840
240
441.6
Computadores
Administración
Servidores de Red
Impresoras
Fax
Iluminación Incandescente
Cafetera
13
2
2
1
5
1
300
300
80
50
60
350
TOTAL
3900
600
160
50
300
350
7200.0
240
320
80
80
80
160
936
192
12.8
4
24
56
1666.4
SALA DE REUNIONES
Lámparas Fluorescentes
Retroproyector
VHS
TV
2
1
1
1
80
150
50
180
TOTAL
160
150
50
180
540.0
160
20
20
80
25.6
3
1
14.4
44.0
80
60
250
TOTAL
160
120
500
780.0
160
160
160
25.6
19.2
80
124.8
PASILLOS Y AREAS EXTERIORES
Lámparas Fluorescentes
2
Iluminación Incandescente
2
Reflectores Exteriores
2
EL GRAN TOTAL DE LA POTENCIA INSTALADA EN LA PLANTA ES DE
APROXIMADAMENTE 15040Kwh/MES.
Nota: Dentro de este levantamiento no constan los tomacorrientes que podrían ser
asociados con una potencia de 250W y un factor de coincidencia de uso de 0.35.
2.10.1. CONSUMO ELECTRICO POR AREAS.Ver grafico a continuación:
51
1%
0%
CONSUM O ELECTRICO POR AREAS
3%
11%
DEP OSITO DE COM B USTIB LE,
GENERA DOR Y COM P RESORES
A REA DE P ROCESO
0%
1%
B ODEGA DE M P P RINCIP A L
3%
B ODEGA DE M P P equeña
A REA DE M IGA DE P A N
41%
B ODEGA DE P RODUCTO
TERM INA DO
P A STELERIA
A REA HORNOS
DEP A RTA M ENTO P RODUCCION Y
CA LIDA D
A REA DE EM P A CA DO FRIO
29%
B A ÑOS P LA NTA
A REA A DM INISTRA TIVA
SA LA DE REUNIONES
P A SILLOS Y A REA S EXTERIORES
3%
3%
3%
2%0%
Grafico 7. Consumo Eléctrico por Áreas en la Fábrica.
52
El Gráfico 7 muestra que las áreas de mayor consumo son las de Proceso (41%) y la de
hornos (29%) debido a los grandes consumidores que existen ahí (Motores) por lo que se puede
aplicar medidas de ahorro en esta área optimizando el funcionamiento de estos motores.
El área administrativa tiene un 11% del consumo y puede optimizarse con la mejora de los
sistemas de iluminación y equipos informáticos.
2.11.
PLANILLAS ELECTRICAS
En el punto 2.6 se presentó un modelo de planilla que muestra a más de los cargos por
demanda y energía otros ítems como alumbrado público, recolección de basura, que son un
porcentaje del valor facturado en demanda y energía.
A continuación se muestran los porcentajes o valores fijos que son cobrados en cada uno de
estos:
Tabla 15. Rubros y Porcentajes Derivados de la Planillación Eléctrica
ITEM
RUBRO
VALOR
1
CARGO POR COMERCIALIZACION
$1.41
2
CARGO POR DEMANDA
$190.42
3
CARGO POR ENERGIA
$0.080 (KW/h)
4
ALUMBRADO PUBLICO CON TARIFA EMPRESA
3.5% DE (1+2+3)
5
CONTRIBUCION BOMBEROS
$10.20
6
ELECTRIFICACION RURAL FERUM (CONELEC)
10% DE (1+2+3)
7
INTERES VENTA DE ENERGIA
8
TASA DE RECOLECCION DE BASURA CUENCA
30% DE (1+2+3)
Los ítems 4, 5 y 8 representan un porcentaje de elevación del 43.5% sobre la energía
consumida por lo que al disminuir el uso de energía, también disminuirá el valor en dólares a pagar
por estos impuestos adicionales.
La Tasa de Recolección de Basura puede ser negociada por convenio con la Empresa
Municipal de Aseo de Cuenca EMAC para aplicar una tarifa plana anual de menor cuantía, lo cual
representaría un significativo ahorro para la Fábrica.
2.12.
PARAMETROS DE CALIDAD DE ENERGIA
El registro realizado durante 7 días en el medidor de la empresa, a más de la información del
consumo, también provee información importante en cuanto a magnitudes eléctricas como corrientes,
voltajes, factor de potencia y registros de eventos, desbalances, etc. El registro de estas magnitudes
y eventos, permite realizar un análisis de la calidad de la energía consumida y de posibles fallas en su
uso.
La importancia de realizar un consumo óptimo de la energía eléctrica no solamente radica en
la cantidad utilizada sino también en su correcta distribución y su calidad, esto puede determinar las
pérdidas internas y la vida útil de las máquinas eléctricas.
A continuación se realiza un diagnostico en función de los parámetros registrados.
2.13.
DESBALANCE DE TENSIONES Y CORRIENTES
No se detecta un desbalance de los voltajes de línea en los bornes del medidor.
El
desequilibrio calculado es del 0.68%. La norma eléctrica IEEE 1159-1995 permite un valor máximo
de 2%.
Efecto: Si existiese una alta desproporción en la repartición de las cargas eléctricas, esta
produciría una mayor corriente de retorno por el conductor neutro. Esto a su vez se traduce en
mayores pérdidas de energía por conducción.
Recomendación: Anualmente realizar un monitoreo para verificar la adecuada repartición de
las cargas en el tablero de distribución principal y reducir el desbalance referido a valores dentro de
las normas. El trabajo de balanceo de cargas es sencillo, rápido y muy económico.
Ahorro posible: tomando en cuenta que un perfecto balance de cargas es muy difícil de
obtener en un sistema trifásico con cargas de tipo monofásico y bifásico, y con usos horarios muy
variados, pero que sin embargo es factible llegar a los parámetros exigidos de eficiencia (2%), se
podría llegar a un ahorro de un 1% de la planillación anual.
54
0:00:00
23:00:00
22:00:00
21:00:00
20:00:00
19:00:00
18:00:00
17:00:00
16:00:00
15:00:00
14:00:00
13:00:00
12:00:00
11:00:00
10:00:00
9:00:00
8:00:00
7:00:00
6:00:00
5:00:00
4:00:00
3:00:00
2:00:00
1:00:00
0:00:00
(V)
DESBALANCE DE TENSIONES: LUNES 28 DE ENERO 2008
136
FASE A
134
FASE B
132
FASE C
130
128
126
124
122
120
118
Hora
Grafico 8. Desbalance de Corrientes: Lunes 28 de Enero 2008 (Equipo LEM Memobox 300 Smart)
2.14.
VARIACIONES DE VOLTAJES
Las fluctuaciones de voltaje aunque son muy frecuentes están dentro del rango requerido por
la norma (7%). El cálculo se realizó en base a intervalos de registro de voltaje de 10 minutos. Los
valores máximos obtenidos para cada fase son 0.88%, 0.35% y 1.05%
Recomendación: Si bien las fluctuaciones de voltaje están dentro de los límites permitidos
para el servicio eléctrico, sería muy aconsejable que los equipos eléctricos más sensibles (los de tipo
electrónico) como computadoras por ejemplo, estén protegidos con UPS (Unidades Proveedoras de
Energía) del tipo en línea.
0:00:00
23:00:00
22:00:00
21:00:00
20:00:00
19:00:00
18:00:00
17:00:00
16:00:00
15:00:00
14:00:00
13:00:00
12:00:00
11:00:00
10:00:00
9:00:00
8:00:00
7:00:00
6:00:00
5:00:00
4:00:00
3:00:00
2:00:00
1:00:00
0:00:00
Porcentaje (%)
FLUCTUACIONES DE VOLTAJES: LUNES 28 DE ENERO 2008
2.00%
% FASE A
% FASE B
1.50%
% FASE C
1.00%
0.50%
0.00%
Grafico 9. Fluctuaciones de Voltajes: Lunes 28 de Enero 2008 (Equipo LEM Memobox 300 Smart)
Hora
2.15.
SOBREVOLTAJES Y SUBVOLTAJES.
Los valores de voltajes medidos están dentro de los rangos de calidad de servicio para la red
pública, esto es ±10% del voltaje nominal. Para la existente red de tipo trifásica (127V) estos valores
de voltaje de servicio son 114.3V y 139.7V.
Los valores registrados con los equipos de medición en los casos más extremos son:
FASE A:
Min. = 121.28V Máx. = 133.77V
FASE B:
Min. = 121.31V Máx. = 134.08V
FASE C:
Min. = 122.44V Máx. = 134.44V
Efecto: El hecho de que los valores de voltaje medidos estén dentro del rango permisible
para la Empresa suministradora del servicio, no implica que tales valores sean adecuados para la
cargas de la empresa. Todo dependerá de los valores de operación y rangos de funcionamiento de
los equipos y aparatos eléctricos. Usualmente los elementos más sensibles son los equipos de
computación y las luminarias con componentes electrónicos (lámparas fluorescentes compactas).
También los focos incandescentes son muy sensibles a los sobrevoltajes. Por otro lado, las cargas
más “robustas” como motores eléctricos, resistencias eléctricas pueden tolerar relativamente con
mayor eficacia los altos y bajos valores de voltaje. Sin embargo, todo equipo eléctrico ve afectada su
vida útil con tensiones de operación muy diferentes a las prediseñadas.
También es importante resaltar que la mayoría de equipos y luminarias que se utilizan en
nuestro medio vienen fabricadas para valores nominales de 120V, con lo que sus límites inferior y
superior de operación serían 108V y 132V respectivamente.
Recomendación: La empresa Panesa dispone de un transformador trifásico propio de
150kVA por lo que no tiene problemas de suministro de energía estable.
Se recomienda dar
mantenimiento periódico a los circuitos que conecta este transformador con el sistema eléctrico de la
planta.
El mantenimiento y daño producido por una mala calidad de energía provoca gastos
frecuentes y sustituciones frecuentes, la disponibilidad de un transformador propio elimina siempre los
problemas de nivel de tensión, convirtiéndose en una inversión necesaria.
VOLTAJE PROMEDIO
Jue 24 Ene
Mie 23 Ene
Mar
Sab 26 Ene
Vie 25 Ene
Dom 27 Ene
Lun 28 Ene
Ene
Máx. = 139.7V
Hora
Grafico 10. Voltajes Promedio: Semana 22 Enero – 29 Enero 2008 (Equipo LEM Memobox 300 Smart)
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
0:00:00
16:00:00
8:00:00
Min. = 114.3V
0:00:00
145.0
144.0
143.0
142.0
141.0
140.0
139.0
138.0
137.0
136.0
135.0
134.0
133.0
132.0
131.0
130.0
129.0
128.0
127.0
126.0
125.0
124.0
123.0
122.0
121.0
120.0
119.0
118.0
117.0
116.0
115.0
114.0
113.0
112.0
111.0
110.0
16:00:00
Voltaje (V)
Mar
22
Ene
En la determinación de la potencia del transformador, se ha utilizado la curva de
demanda de la semana del 22 al 29 de enero, la cual indica un consumo máximo de alrededor
de 35000W. El transformador de la planta es de 150kVA, con lo cual se pude cubrir cualquier
incremento futuro de carga que la planta pudiera tener.
2.16.
ARMÓNICOS
De los valores medidos en el equipo de registro no se observan componentes
armónicos (elementos que distorsionan la forma de la onda de voltaje y corriente, y por tanto
disminuyen la calidad de la energía) que sean importantes como para ser considerados.
La distorsión armónica total debe mantenerse inferior al 8,0%.
Todos los valores
cumplen esta exigencia y se muestran a continuación:
THDV FASE A = 2.03% (MIN = 0.81% ; MAX = 3.56%) < 8.0% Normativo
THDV FASE B = 2.23% (MIN = 1.16% ; MAX = 3.81%) < 8.0% Normativo
THDV FASE C = 2.22% (MIN = 1.15% ; MAX = 3.91%) < 8.0% Normativo
En anexos se muestra las Tablas de Componentes Armónicos Individuales (Impares
Múltiplos de 3, Impares No Múltiplos de 3 y las Pares) para cada fase en particular.
2.17.
FACTOR DE POTENCIA
En la tasa de muestreo de Factor de Potencia (cada 10 minutos) en el periodo de
medición del 22 al 29 de enero, se observa lo siguiente:
FASE A – Muestras con valor menor al límite de FP = 0.92 : 0.65
FASE B – Muestras con valor menor al límite de FP = 0.92 : 0.61
FASE C – Muestras con valor menor al límite de FP = 0.92 : 0.86
Efecto: La principal consecuencia de un bajo factor de potencia es la penalización en la
facturación, la cual es calculada como el resultado de dividir 0.92 (el valor de factor de potencia
exigido) por el valor actual de factor de potencia del mes planillado.
Esto significa una dependencia inversamente proporcional de la multa aplicada, es decir
mientras siga disminuyendo el factor de potencia, la multa crecerá rápidamente.
El factor de potencia diario promedio de las tres fases en el periodo de medición (lunes
28 de enero) puede apreciarse en el siguiente Gráfico #11:
60
1.20
1.16
1.12
1.08
1.04
1.00
0.96
0.92
0.88
0.84
0.80
0.76
0.72
0.68
0.64
0.60
0.56
0.52
0.48
0.44
0.40
0.36
0.32
0.28
0.24
0.20
0.16
0.12
0.08
0.04
0.00
0:
00
1: :00
10
:
2: 00
20
3: :00
30
4: :00
40
5: :00
50
7: :00
00
:
8: 00
10
9: :00
2
10 0:0
:3 0
11 0: 00
:4
0
12 : 00
:5
14 0: 00
:0
15 0: 00
:1
16 0: 00
:2
0
17 : 00
:3
18 0: 00
:4
19 0: 00
:5
21 0: 00
:0
0
22 : 00
:1
23 0: 00
:2
0:
00
FP (cos fi)
Factor de Potencia Diario
Lunes 28 de Enero 2008
Hora
Grafico 11: Factor de potencia diario según mediciones
61
Se observa una caída del factor de potencia entre las 04:00am y las 08:00 que es
cuando arrancan las operaciones de la planta. Esto se debe al arranque de motores trifásicos
y maquinas de alto consumo, así como computadores y sistemas de iluminación.
Sin embargo de los datos obtenidos de la planillación, se puede observar lo siguiente
en el comportamiento de los últimos meses (Gráfico 12):
62
ENERGIA Y FACTOR DE POTENCIA
E. ACTIVA
18000
1.100
16000
1.080
E. REACTIVA
Dic-07
Nov-07
Oct-07
Sep-07
Ago-07
Jul-07
Jun-07
May-07
FP
0.920
Abr-07
0
Mar-07
0.940
Feb-07
2000
Ene-07
0.960
Dic-06
4000
Nov-06
0.980
Oct-06
6000
Sep-06
1.000
Ago-06
8000
Jul-06
1.020
Jun-06
10000
May-06
1.040
Abr-06
12000
Mar-06
1.060
Feb-06
14000
Ene-06
kWh
COS fi
Mes
Grafico 12. Potencias y Factor de Potencia Comportamiento Mensual.
63
No se tiene una penalización de parte de la empresa eléctrica, ya que el Factor de
potencia permanece en un promedio de 0.98 (> 0.92 limite).
Ahorro posible: La colocación de un banco de capacitares siempre permitirá evitar la
penalización en la facturación que realiza la Empresa Distribuidora. Si el consumo eléctrico de
la empresa se incrementa a futuro se deberá recalcular la capacidad del banco de capacitares
instalado y ver si abastece al consumo que tiene la empresa.
2.18.
RECOMENDACIONES GENERALES.
Dentro del punto correspondiente a calidad de energía se realizaron recomendaciones
respecto a la disminución de pérdidas por conceptos técnicos de la energía.
A continuación se presentan algunas medidas y recomendaciones para el uso eficiente
de la energía con el consecuente ahorro.
Tabla 16. Medidas y Recomendaciones para Ahorro de Energía Eléctrica
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Disminución de consumo entre las 08:00 y las 16h00
Descripción
Responsabilidad
Costo
La demanda entre las 08h00 y las 22h00 puede ser disminuida en
un buen porcentaje, con el encendido programado de la maquinaria
estrictamente necesaria y diferimiento de actividades a otros
horarios con menor uso de energía. Se pueden crear programas
de trabajo de encendido y apagado de maquinas (grandes
consumidores), sobretodo en épocas de producción constante.
Esto puede reducir el cargo por demanda que se paga en la planilla
eléctrica.
Departamento de
Producción,
ninguno
Técnico y Gerencia
Verificar si los tableros de control y breakers encienden solo las
maquinas que se vayan a utilizar durante las jornadas de trabajo y
no a motores girando en vacío, como se pudo observar en la
máquina Micronic.
El reemplazo de motores trifásicos tradicionales por motores
eficientes puede ayudar en la disminución del consumo eléctrico y
la aparición de factor de potencia en la planillación.
Al realizar
reemplazos de motores viejos por nuevos se deberá escoger del
tipo eficiente. Por ejemplo en las máquinas boleadoras y micronic.
Según estadística se pueden obtener ahorros de hasta aun 20% de
energía. (Fuente : “Motor Challenge”/Program of the U.S.
De acuerdo
Departamento
al tipo de
Técnico y Gerencia
motor
eficiente
Department of Energy:
www1.eere.energy.gov/industry/bestpractices/pdfs/mc-0382.pdf)
64
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Disminución de consumo entre las 23h00 y las 06h00
Descripción
Responsabilidad
Racionalizar el uso de la iluminación en el estacionamiento, esto
Costo
Departamento Técnico y
se podría lograr con la separación de circuitos, de tal forma que
$ 50
Gerencia
en este período solamente se mantenga una luz de guía.
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Cambio de luminarias 2x40 W a 2x32 W en el Área de Proceso.
Descripción
Responsabilidad
Costo
Realizar el cambio de luminarias en el área de proceso de
2x40W a luminarias de 2x32W de balastro electrónico.
Estas últimas presenta un ahorro del 15% con respecto a las
primeras y mayor vida útil, además que eliminan la
$ 22 por
Departamento
Técnico y Gerencia
lámpara
posibilidad de aparición de factor de potencia a futuro.
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Control del Factor de Potencia
Descripción
Al existir una gran variación de Factor de Potencia se
recomienda la compra de un Banco de Capacitores de
capacidad mayor al instalado.
Responsabilidad
Costo
Departamento Técnico y
$ 300
Gerencia
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Disminución del uso de equipos con resistencia para calentamiento: Cámaras de Leudo.
Descripción
Responsabilidad
Costo
periodos de arranque y estabilización largos. Tienen
Departamento
Cotizar Caldereta de
una carga eléctrica promedio de 960kWh/mes. Se
Técnico y Gerencia
vapor.
Las cámaras de leudo se mantienen encendidas un
importante periodo de tiempo, y además requieren
pudiera emplear una pequeña caldereta de vapor
que funcione a gas.
65
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Control de Balance de cargas en el sistema
Descripción
Responsabilidad
Realizar un balance de cargas para el sistema
trifásico, este provoca la circulación de corriente por
el neutro con la consecuente perdida de energía
Departamento Técnico y
Costo
$ 50
Gerencia
NOMBRE DE LA MEDIDA:
Convenio con Empresa Municipal de Aseo de Cuenca para Tarifa plana anual de Recolección de
Basura, el cual es un cargo que actualmente se paga en la Planilla Eléctrica.
Descripción
Responsabilidad
Costo
Gerencia
Ninguno
La Tasa de Recolección de Basura que es el 30%
del
consumo
$400USD/mes)
de
energía
puede
ser
(entre
negociada
$300
y
con
la
Empresa Municipal de Aseo de Cuenca EMAC,
para aplicar una tarifa plana anual de menor
cuantía, lo cual representaría un significativo ahorro
para la Fábrica.
66
A continuación se presentan algunas reflexiones que ayudarán en la implementación de
políticas para el uso eficiente de energía:
•
La instrumentación para la realización de mediciones técnicas es insuficiente u
obsoleta
•
No se miden ni se tienen registros estadísticos de algunos parámetros que constituyen
variables del consumo energético.
•
No existencia de un sistema coherente de medidas encaminadas al uso racional de la
energía, sólo acciones aisladas en momentos muy específicos, relacionados con la
evaluación externa de la gestión energética.
•
Desconocimiento de los indicadores y normas que caracterizan la eficiencia energética.
En ocasiones se dice: "están aumentando los consumos" o: "se excedió el
presupuesto" sin poder determinar el porque de aquello.
•
Con frecuencia se piensa que cualquier actividad de ahorro o uso racional disminuye el
confort de la instalación.
•
No existen normas para el funcionamiento de los equipos, tanto del régimen de
explotación como de tiempo de funcionamiento.
•
Poca motivación y capacitación del personal relacionada con la eficiencia energética.
•
Cuando se obtienen beneficios por mejoramiento del factor de potencia o disminución
de la máxima demanda, no se destinan parte de los mismos a seguir perfeccionando la
eficiencia energética de la instalación.
•
Poco control estadístico de los indicadores propios de la gestión energética.
67
CAPITULO 3
GESTION ENERGETICA TERMICA
El presente estudio energético térmico busca demostrar que la aplicación de medidas
correctivas a los problemas de consumo excesivo de combustible y pérdidas de calor en los
procesos de horneado, pueden ser una efectiva fuente de ahorro y rédito económico para la
empresa.
Para ello se ha realizado un monitoreo de varios parámetros que se hallan en los
hornos, tales como temperaturas, composición de gases de combustión, etc. Y luego se han
analizado estos datos con métodos de cálculo de eficiencia energética.
3.1.
OPTIMIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ENERGÍA TÉRMICA.
3.1.1.
BALANCES DE ENERGÍA. DIAGRAMA DE SANKEY.
Un diagrama-Sankey es la representación gráfica de los flujos de energía a través de
un sistema. Normalmente los flujos son representados por flechas, en los cuales el ancho es
proporcional al tamaño del flujo mostrado. Mejor que números o descripciones el diagrama le
explica cuales flujos benefician y cuales constituyen residuos o emisiones.
Le deben su nombre al Capitán irlandés Matthew Henry Phineas Riall Sankey (1853 1921), que fue el primero en utilizar este tipo de esquema en 1898 en una publicación de
eficiencia de energía de un motor del vapor.
Mientras los primeros gráficos en blanquinegro solamente fueron utilizados para demostrar un
tipo del flujo (por ejemplo el vapor), utilizando los colores para tipos diferentes de flujos se ha
agregado otra dimensión a los esquemas de Sankey.
Los esquemas de Sankey son utilizados en la ingeniería química o la ingeniería
ambiental para mostrar el flujo las cantidades en sistemas de proceso. Ver figura ejemplo:
68
Gráfico 13. Ejemplo de Diagrama Sankey de un sistema de energía
El Diagrama de Sankey para un horno de la empresa Panesa es el siguiente:
69
GRAFICO 14. DIAGRAMA DE SANKEY PARA UN HORNO DE LA FABRICA PANESA
PERDIDAS
GASES
CHIMENEA 28 %
100%
ENERGIA
POR
COMBUSTIBLE
ENERGIA
PROCESO DE HORNEADO 26 %
(44.8 Kw)
ENERGIA CALENTAMIENTO DE ESTRUCTURA DE
HORNO 41 %
PERDIDAS PAREDES Y ABERTURAS 5 %
70
Se observa en el Diagrama Sankey, el siguiente balance energético térmico:
Energía aportada por el combustible
100%
Energía por Carga Térmica del Horno
(Para calentamiento de Estructura, Carro de pan y bandejas)
- 41%
Energía Perdida por Gases de Chimenea
- 28%
Energía Perdida por Paredes y Aberturas
- 5%
Energía que se aporta al Producto (Proceso de Horneado)
- 26%
La energía que realmente se emplea en el proceso es la que se aporta al producto, es
decir la ultima de la lista (Flecha Amarilla en el Diagrama Sankey) y por ende representa la
eficiencia de este equipo (Aprox. = 26%)
Se concluye que hay considerables pérdidas debidas a los gases de chimenea y a la carga
térmica del horno, por lo que el estudio térmico debe enfocarse en estas pérdidas para mejorar la
eficiencia del horno y aprovechamiento de la energía que aporta el combustible.
3.2.
DATOS ENERGETICOS TERMICOS
Se ha considerado la línea de pan cortado para el análisis energético térmico de la empresa,
por ser el producto con mayor nivel de demanda según la empresa y por tener un ciclo de producción
sin mayor variación.
A continuación como información general, se muestra el diagrama de proceso de este
producto (Gráfico 15):
CODIGO: F3CSDO7.3-1
GRAFICO 15. DIAGRAMA DEL PROCESO DE
ELABORACIÓN DE PAN CORTADO
PREPARACIÓN DE MATERIA PRIMA E INSUMOS
Cinta de
alambre
Fechadora para atrar
Harina
Antimoho
Manteca
Sal
Fundas
Gluten
Fuelles Moldes Manteca Mejorador
Levadura
fresca
Agua Azúcar
PREPARACIÓN
MASA
3
DIVISIÓN Y
FORAMDO
Mezclar
Velocidad lenta
Tiempo 2min
8
Divisora
Pesar 500g
Aguja de
Calibración 2.3
aprox
Control de peso
forma
E
C
B
A
7
5
2
1
4
Dosificar 70%
Amasar
Velocidad lenta
Tiempo 2min
9
Dosificar 30%
11
Limpiar y Engrasar con
antiadherente
6
1
Amasar
Velocidad rápida
Tiempo 12min
Masa
Temperatura 27 +/°C
Consistencia
Elástica
formación de
lámina
translucida
10
Bodega de cono
Cámara Preleudo
Formado
Abertura de rodill
Laminador 2.5
Tabla de presion 0
A
12
13
Entablar
Costura hacia abajo
Lastas: 30*10*10cm
1 und por lata
Colocar latas en los
22 latas por carro
LEUDO
Colocar
Carro en
Cámara de
Leudo
1
14
3
Leudar
Control
Temperatura
32 +/-1°C
Humedad
88-90%
Control de
Tiempo
90+/-10min
REV. N° 1
HOJA: 1 DE 1
HORNEADO
Colocar
Carro en
horno
2
15
4
Horneado
190°C
Tiempo
30min
Control Tem
Interna 85°C
Control
Tiempo
13min
ENFRIADO Y
EMPAQUE
3
Zona de desmolde
16
Desmoldar
17
Colocar en carro de
enfriamiento
4
Zona cuarto de
enfriamiento
18
Control temperatura de
Cuarto de enfriamiento
18-20°C
Control tiempo de
Enfriamiento 120min
Max. Control Temp..
Interna 25°C
19
1
20
21
22
23
5
ALMACEN
AMIENT
5
BPT
1
Almacenamient
o
Hasta despacho
diario
Inspección y sección
Color marrón claro,
Tamaño uniforme,
Altura 12cm+/-1cm
Rebanado
Enfundado manual
Atado con alambre
Fechado
BPT
72
3.2.1.
DATOS DE HORNOS GENERALES
Panesa dispone de 6 hornos a diesel y 2 cámaras de leudo o fermentación (eléctricas).
HORNO 1
Marca: Equipan
Potencia: Motores
REDUCTOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
FRECUENCI
A
SIEMENS
0.4 HP
1080
220
1.9 –0.95
LA3073-BYB60
60Hz
QUEMADOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
BLUE ANGEL
1/8 HP
110
5.50
HS
60Hz
VENTILADOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
TIPO:
WEG
3 HP
1710
220
3.8
Dimensiones:
Cámara de Horneado: Altura 2m; Ancho 1.4m, Espesor 1.30m
Espesores de Paredes: 0.5mm a 1cm
Aislamiento:
Fibra de Vidrio (espesor 3cm)
Altura y Diámetro de Chimeneas 6.70 m x 0.20m
Calibración del Quemador:
1.75Gal/hora - 100 – 150 PSI – Aire 4cm
HORNO 2
Marca: Savy Panequipo
Potencia: Motores
REDUCTOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
FRECUENCI
A
SIEMENS
0.4 HP
1090
220
1.9
YB60
60Hz
QUEMADOR
RANGO:
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
VENTILADOR
0.5 - 3
BLUE ANGEL
1/7 HP
110
5.50
HZ
60Hz
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
WEG
2 HP
1720
220
5
90S
60Hz
Dimensiones:
Cámara de Horneado: Altura 2.10m; Ancho 1.20m, Espesor 1.20m
Espesores de Paredes: 0.5mm a 1cm
Aislamiento:
Fibra de vidrio y lana (espesor 3cm)
Altura y Diámetro de Chimeneas 7.70m x 0.20m
Calibración del Quemador:
1.50Gal/hora - 100 – 120 PSI – Aire 6cm
73
HORNO 3
Marca: Savy Panequipo
Potencia: Motores
REDUCTOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
FRECUENCI
A
SIEMENS
0.4 HP
220
60Hz
QUEMADOR
RANGO:
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
VENTILADOR
0.5 – 3.00
BLUE ANGEL
1/8 HP
110
5.50
HS
60Hz
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
TIPO:
WEG
2 HP
1720
220
90 S
Dimensiones:
Cámara de Horneado: Altura 2.10 m; Ancho 1.20m, Espesor 1.10 m
Espesores de Paredes:
0.5mm a 1cm
Aislamiento:
Fibra de vidrio y lana (espesor 3cm)
Altura y Diámetro de Chimenea 7.90 m x 0.20m
Calibración del Quemador:
1.75Gal/hora - 100 – 150 PSI
HORNO 4
Marca: Savy Panequipo
Potencia: Motores
REDUCTOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
FRECUENCI
A
SIEMENS
0.6 HP
220
60Hz
QUEMADOR
RANGO
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
VENTILADOR
0.5 – 3.00
CARLIN
1/7 HP
110
5.50
60Hz
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
TIPO:
WEG
2 HP
1720
220
90S
Dimensiones:
Cámara de Horneado: Altura 2.20m; Ancho 1.20m, Espesor 1.10 m
Espesores de Paredes:
0.5mm a 1cm
Aislamiento: Lana (espesor 3cm)
Altura y Diámetro de Chimeneas 6.50 m x 0.20m
Calibración del Quemador:
1.50Gal/hora - 100 PSI – Aire 4cm
HORNO 5
Marca: ZUCCELY
Potencia: Motores
74
REDUCTOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
FRECUENCI
A
FIMIC
0.4 HP
220
60Hz
QUEMADOR
RANGO
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
FIMIC
1.5 HP
220
60Hz
VENTILADOR
RANGO
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
TIPO:
0.5 – 3.00
BALTUR
2 HP
220
0.8
90W
Dimensiones:
Cámara de Horneado: Altura 2.10m; Ancho 1.25m, Espesor 1.20m
Espesores de Paredes: 0.5mm
Aislamiento:
Fibra de vidrio (espesor 3cm)
Altura y Diámetro de Chimeneas 6 m x 0.20m
Calibración del Quemador:
1.50Gal/hora - 100 PSI
HORNO 6
Marca: Equipan
Potencia: Motores
REDUCTOR
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
FRECUENCI
A
SIEMENS
0.4 HP
220
60Hz
QUEMADOR
RANGO
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
MODELO
FRECUENCI
A
VENTILADOR
0.5 – 3.00
CARLIN
1/7 HP
110
5.50
60Hz
MARCA:
POTENCIA:
R.P.M.
V
A
SERIE:
TIPO:
WEG
2 HP
1710
Dimensiones:
Cámara de Horneado: Altura 2m; Ancho 1.40m, Espesor 2m
Espesores de Paredes:
0.5mm a 1cm
Aislamiento: Lana (espesor 3cm)
Altura y Diámetro de Chimeneas 4.30 m x 0.20m
Calibración del Quemador:
CAMARA FERMENTADORA 1
Potencia: 3 x 1000W @ 110V
Ventilador: 2HP
Dimensiones: L = 3.68 m; A = 1.6 m; H = 2.45 m
Espesores de Paredes y aislamientos: 3cm
75
CAMARA FERMENTADORA 2
Potencia: 3 x 1000W @ 110V
Ventilador: 2HP
Dimensiones: L = 3.9 m; A = 1.5 m; H = 2.45 m
Espesores de Paredes y aislamientos: 3cm
NOTA IMPORTANTE: Debido a que el estudio fue llevado a cabo en un periodo de
cambio muy frecuente en las costumbres de producción y una gran incidencia de daños en los
hornos números 2, 3, 4 y 5, el Estudio Energético Térmico se profundizará en las medidas de
optimización de los hornos 1 y 6, para buscar ahorros en el consumo de combustible y
minimización de emisiones de gases contaminantes y con ello demostrar que si hay una real
oportunidad de mejorar la eficiencia de estos sistemas.
3.3.
CONSUMO DE COMBUSTIBLE MENSUAL.
Los datos disponibles de consumo de combustible están presentados en la siguiente
tabla.
Tabla 17. Consumos de Volúmenes de Compra, Costos y Consumos Ponderado Mensuales de
Combustible de la Fábrica
MES
Ago-06
Sep-06
Oct-06
Nov-06
Dic-06
Ene-07
Feb-07
Mar-07
Abr-07
May-07
Jun-07
Jul-07
Ago-07
Sep-07
Oct-07
Nov-07
Dic-07
COMPRA DE
COMBUSTIBLE
(GAL/MES)
3764.51
318.82
1974.52
1682.93
1855.26
1653.84
2417.08
0
1653.46
0
3156.71
0
5319.16
2260
3973.29
1713.13
2058.53
COSTO
($)
3087.95
251.52
1619.66
1380.47
1521.83
1356.61
1982.68
0
1356.3
0
2589.39
0
4363.22
1853.88
3259.29
1405.28
1688.61
CONSUMO
PONDERADO
(GAL/MES)
2041.7
2041.7
1974.5
1682.9
1855.3
1653.8
1208.5
1208.5
1653.5
1578.4
1578.4
2659.6
2659.6
2260.0
2843.2
2843.2
2058.5
En el siguiente gráfico se muestra la fluctuación del consumo de combustible a lo largo
del tiempo:
76
COMPRA COMBUSTIBLE MENSUAL
6000
5000
3000
2000
1000
Dic-07
Nov-07
Oct-07
Sep-07
Ago-07
Jul-07
Jun-07
May-07
Abr-07
Mar-07
Feb-07
Ene-07
Dic-06
Nov-06
Oct-06
Sep-06
0
Ago-06
Gal
4000
Mes
Gráfico 16. Consumo de Combustible Mensual (ingreso por compra)
77
3.3.1.
ANALISIS DE CONSUMO VERSUS PRODUCCION
La siguiente tabla muestra el consumo ponderado de combustible versus la producción
de pan cortado mensual, con ello se desea hallar la relación de este consumo frente a la
producción.
Tabla 18. Producción Versus Consumo Ponderado de Combustible
MES
PRODUCCION PAN
CORTADO (kg)
Ago-06
Sep-06
Oct-06
Nov-06
Dic-06
Ene-07
Feb-07
Mar-07
Abr-07
May-07
Jun-07
Jul-07
Ago-07
Sep-07
Oct-07
Nov-07
Dic-07
PROM
12104.5
12934.5
11670.0
12624.5
11371.0
14134.0
11624.5
14405.5
11376.0
11851.0
11606.0
11107.5
11142.5
10197.0
11790.5
9288.5
7994.5
11601
CONSUMO
PONDERADO
(GAL/MES)
2041.7
2041.7
1974.5
1682.9
1855.3
1653.8
1208.5
1208.5
1653.5
1578.4
1578.4
2659.6
2659.6
2260.0
2843.2
2843.2
2058.5
1988.3
El gráfico siguiente muestra las curvas de consumo de combustible y producción de
pan cortado:
78
Producción Pan Cortado (kg) vs. Consumo de Combustibles (Gal.Mes)
16000.0
PROD (kg)
3000.0
CONSUMO
PONDERADO
GAL.MES
14000.0
2500.0
2000.0
8000.0
1500.0
6000.0
1000.0
4000.0
500.0
2000.0
0.0
0.0
Ag
oSe 06
pO 06
ct
-0
No 6
v0
Di 6
cEn 06
eFe 07
bM 07
ar
-0
Ab 7
rM 07
ay
-0
Ju 7
n0
Ju 7
lAg 07
oSe 07
pO 07
ct
-0
No 7
v0
Di 7
c07
Kg Pan
10000.0
Gal Consumidos
12000.0
Mes
Gráfico 17. Producción versus Consumo de Combustible.
79
No se observa alguna correspondencia de los picos y valles de las curvas, por lo que
no se puede asegurar con precisión si existiría una relación directa entre estos dos parámetros
Para interpretar mejor esta situación, a continuación graficamos el consumo específico
de combustible, es decir galones mensuales/Kg de Pan cortado producido mensual versus la
producción:
80
y = -3E-05x + 0.5372
2
R = 0.597
Consumo Especifico de Combustible
0.300
0.250
0.200
0.150
0.100
0.050
16000
15000
14000
13000
12000
Kilogramos Pan Cortado
11000
10000
9000
8000
7000
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0.000
0
Gal.Mes/kg Pan Cortado
0.350
Gráfico 18. Consumo Específico de Combustible.
81
2
Se observa que el valor de R es demasiado bajo (0.597)
esto demuestra que no hay
relación directa de consumo especifico, por ende esta relación es demasiado impredecible como para
ajustar a una recta.
Existe
una incidencia grande en la forma de operar los hornos, por la variabilidad de
producción y el tipo de materias primas a hornear.
El procedimiento por escrito de cada proceso en particular pudiera justificar este
comportamiento y se debería mantener un control a su cumplimiento.
Sin embargo, se observa que si existen puntos debajo de la línea de tendencia de la
dispersión de datos, lo cual indica que cuando la producción de pan cortado está entre los 11000 y
12000 panes, el consumo de combustible Diesel es estable entre 0.1 y 0.175 galones por kilogramos
de pan cortado producido.
Según esto el estudio se enfocaría a buscar alternativas para el correcto funcionamiento de
los hornos de panificación.
3.4.
ESTUDIO DE COMBUSTION EN DOS HORNOS DE LA FABRICA PANESA
Debido a que el estudio fue llevado a cabo en un periodo de cambio muy frecuente en las
costumbres de producción y una gran incidencia de daños en los hornos números 2, 3, 4 y 5, el
Estudio Energético Térmico se profundizará en las medidas de optimización de los hornos 1 y 6, para
buscar ahorros en el consumo de combustible y minimización de emisiones de gases contaminantes
y con ello demostrar que si hay una real oportunidad de mejorar la eficiencia de estos sistemas.
Se ha tomado para fines comparativos a dos hornos de la Planta “HORNO #1” y “HORNO
#6”, ya que presentan características similares en dimensiones y equipo de control, diferenciándose
únicamente en el tipo de quemador empleado, con lo que se desea demostrar que con el uso de
quemadores eficientes, se pueden lograr ahorros importantes en el consumo de combustible y por
ende una mejora en la calidad ambiental de la empresa.
Este estudio se ha realizado con un Equipo de medición de gases de combustión TESTO 350
M/XL. El equipo tiene instalado sensores electroquímicos para detección de gases: 02%, CO, NO,
NO2, NOx, SO2 y sensor de temperatura de gases.
Se dispone de sonda Pitot para detección
directa de presión y velocidad de gases de chimenea. Se tomó un muestreo de gas durante 5
minutos en cada puerto de cada horno y con Data Rate (intervalo de muestreo) cada 10 segundos.
3.4.1.
AJUSTE DEL EQUIPO DE MEDICIÓN.
El Equipo TESTO 350 XL fue ajustado y calibrado a las siguientes condiciones:
82
Rango de
Parámetro
Unidad
Temperatura
ºC
40 - 1200
± 0.5% valor medido
CO
ppm
0 - 10000
± 10% valor medido
NO
ppm
0 - 3000
± 5% valor medido
NO2
ppm
0 - 500
± 5% valor medido
SO2
ppm
0 - 5000
± 5% valor medido
Velocidad
m/s
1 - 30
Factor calib. = 0.67
Tipo de Combustible:
Diesel
Presión Atmosférica dada por altura:
560 mmHg (733mbar)
Altura:
2560m SNM
Factor de Compensación:
Exactitud
Detección
1.00
PROGRAMA:
Para cada puerto de muestreo
No. Valores = 30; Tiempo Gas = 5min; Tiempo Limpiar = 6min.
Los datos obtenidos por el monitoreo son los siguientes:
83
Tabla 19. Datos de mediciones de los Hornos Panesa
HORNO 1
HORNO 2
HORNO 3
HORNO 4
HORNO 5
HORNO 6
O2%
10.8
19.2
20.9
15.9
18.7
18.1
CO2%
6.1
1.1
0.1
3.0
1.4
5.4
Marca de Humo
1
1
1
7
2
1
Temp. Puerta ºC
40
65
70
90
45
55
18
19
40
18
39
30
47
24
20
20
30
30
18
30
24
16
40
50
Temp. Techo ºC
100
62
82
120
80
70
Temp. Interna ºC
207
165
165
165
280
165
Temp. Gases ºC
220
44.4
132.8
135.2
190.6
135.6
Temp. Amb. ºC
25
25
25
25
25
25
2 x 1.4 x 1.3
2.1 x 1.2 x 1.2
2.1 x 1.2 x 1.1
2.2 x 1.2 x 1.1
2.1 x 1.25 x 1.2
2 x 1.4 x 1.2
Horneado Pan
Cortado
Horneado Pan
Cortado
Horneado Pan
Cortado
Horneado Pan
Cortado
Horneado Pan
Cortado
Horneado Pan
Cortado
45
45
45
45
45
45
Esq. Sup. Der.
Puerta (1cm)
Esq. Sup. Der.
Puerta (1cm)
Esq. Sup. Der.
Puerta (2cm)
Todo Borde Izq.
Puerta (1cm)
Esq. Sup. Izq.
Puerta (1cm)
Esq. Sup. Izq.
Puerta (1cm)
---
---
---
---
---
---
Temp. Pared
Derecha ºC
Temp. Pared
Izquierda ºC
Temp. Pared Fondo
ºC
Dimensiones
Externas (m)
Alt x Anch x Prof
Proceso
Tiempo de proceso
(Min)
Fugas/Aberturas
Perceptibles
Observaciones
3.4.2.
CÁLCULO
DE
LA
EFICIENCIA
DE
HORNOS:
MÉTODO
INDIRECTO
DE
EVALUACIÓN ENERGÉTICA
3.4.2.1. DESCRIPCIÓN
Consiste en utilizar técnicas estimativas o de cálculo, basadas en valores conocidos del
sistema térmico, con el objetivo de establecer un balance energético entre la energía entregada
por el combustible y las pérdidas por energía no utilizada en el sistema.
Métodos directos consisten en mediciones de parámetros que permiten cuantificar con
más exactitud las variables operacionales del sistema; ejemplo de estos métodos son:
mediciones de temperatura y composición de gases en chimenea, temperatura en hogar,
temperatura en paredes, etc.
3.4.2.2. MEDICIONES A EFECTUARSE EN HORNO
Ver el siguiente gráfico:
Ingreso combustible
•
Temperatura aire
de combustión
•
Medición flujo de
combustible
Flujo de escape
•Temperatura operación
del horno
•
•Temperatura del
material
•Temperatura paredes
Temperatura
gases de escape
Material a
calentarse
interiores
•Temperatura superficie
exterior del horno
•Volumen gases
•%O2
•CO2
•CO
Gráfico 19. Descripción General de Mediciones Realizadas
En el caso del horno de panificación, se tienen temperaturas que pueden alcanzar
hasta 350º C al interior de la cámara; dichos gases son evacuados desde ésta, prácticamente
sin que se reduzca su temperatura, de manera que se descargan al ambiente, todavía con un
gran potencial de energía térmica.
Para evaluar las pérdidas desde el horno, se utilizará el método indirecto, el mismo que
consiste en evaluar dichas pérdidas analíticamente, mediante balances de masa y energía.
3.4.2.3. DESCRIPCION DEL SISTEMA Y BALANCE DE MASA Y ENERGIA
Por medio de los siguientes gráficos podemos definir los balances de Masa y energía
para un horno:
Producto Inicial
Aire +
Producto
Terminado
Combustible
Gases de Escape
Gráfico 20. Balance de Masa en el Horno
Energía Combustión
Energía en
Producto
Energía en
Gases de
Escape
Energía en
Pérdidas térmicas
(aislamiento)
Gráfico 21. Balance de Energía en el Horno
86
Para los fines del presente estudio se ha realizado el cálculo de eficiencia en dos
hornos de panificación, con fines comparativos:
•
Horno #1 (EQUIPAN) con quemador Marca Fimic (5 años de uso).
•
Horno #6 (EQUIPAN) con quemador Marca Carlin (Nuevo).
Ambos tienen características constructivas semejantes pero el Horno #1 tiene un quemador
antiguo y el Horno #6 tiene un quemador nuevo de alta eficiencia.
Ver fotos a continuación, ver también en Anexos la Hoja Técnica de Quemador Carlin.
Foto 3. Quemador Carlin en funcionamiento (Horno #6)
87
Foto 4: Quemador Carlin Instalado (Horno #6)
Foto 5. Quemador Fimic Instalado (Horno #1)
88
Foto 6. Monitoreo de consumo horario del Horno #1
Se ha realizado el monitoreo de consumo de combustible horario en estos dos hornos, por
medio del emplazamiento de un bidón con combustible y consumo en tiempo controlado.
89
3.4.2.4.
DATOS PARA LOS CALCULOS DE EFICIENCIA
Tabla 20. DATOS HORNO #1
PARAMETRO
Calor de Combustión del Combustible
Densidad Diesel 2
Masa de Combustible
Temperatura Interna del Horno
Temperatura Ambiente
Temperatura Masa Pan Leudado
Temperatura Carro Pan
Masa Pan Leudado
Cp Masa de Pan
Masa Carro Pan
Masa de Gases
Temperatura de Gases Chim.
Cp Gases Comb
Masa de Pan Horneado
Temperatura de Salida Pan Horneado
Temperatura de Salida Carro
Cp Acero
Densidad Acero
Dimensiones Horno
Altura
Ancho
Profundidad
VALOR
45914
0.85
1.15
207
25
25
25
52.8
2.78
42
56.3
220
1.14
44
130
165
0.473
7800
UNIDAD
OTROS
KJ/Kg *
Petrocomercial
kg/l *
Petrocomercial
gal/h
3.52kg/h
ºC
ºC
ºC
ºC
kg
KJ/Kg ºK
kg
(16 veces la cant de comb)
ºC
KJ/Kg
kg
ºC
ºC
J/kg
3
kg/m
2.1
1.2
1.2
área externa m
12.96
VALOR
45914
0.85
1
165
25
25
25
52.8
2.78
42
49.0
135.6
1.14
44
130
165
0.473
7800
UNIDAD
OTROS
KJ/Kg *
Petrocomercial
kg/l *
Petrocomercial
gal/h
3.06kg/h
ºC
ºC
ºC
ºC
kg
KJ/Kg ºK
kg
(16 veces la cant de comb)
ºC
KJ/Kg
kg
ºC
ºC
J/kg
3
kg/m
2.1
1.2
1.2
área externa m
12.96
2
2
área interna m
8.425
Tabla 21. DATOS HORNO #6
PARAMETRO
Calor de Combustión del Combustible
Densidad Diesel 2
Masa de Combustible
Temperatura Interna del Horno
Temperatura Ambiente
Temperatura Masa Pan Leudado
Temperatura Carro Pan
Masa Pan Leudado
Cp Masa de Pan
Masa Carro Pan
Masa de Gases
Temperatura de Gases Chim.
Cp Gases Comb
Masa de Pan Horneado
Temperatura de Salida Pan Horneado
Temperatura de Salida Carro
Cp Acero
Densidad Acero
Dimensiones Horno
Altura
Ancho
Profundidad
2
2
área interna m
8.425
90
3.4.2.5. METODOLOGÍA
Se tiene lo siguientes datos introductorios:
•
El coeficiente de conductividad térmica se toma en 0,04 W/m-K, valor que es típico para
aislamientos de tipo industrial.
•
El aislamiento es de 3cm de espesor; la pared metálica de 1mm.
•
La temperatura en el estado transiente se considera que es 350º C, mientras que la
temperatura exterior es 25º C.
3.4.3.
CALCULO DE EFICIENCIA DEL HORNO #1
PERDIDAS POR PAREDES HORNO #1
Las pérdidas de energía en forma de calor, a través de las paredes del horno de
tratamiento térmico se calculan según se muestra a continuación.
Q=
Tc - Tf
L1
L2
+
k1 ⋅ A1 k 2 ⋅ A 2
Donde:
A= Superficie para transferencia de calor
Tc = Temperatura del lado caliente de la cámara
Tf = Temperatura del lado frío de la cámara
k = Conductividad térmica a través de la pared del horno
L = Espesor de pared de la cámara
Nota: se simplifica el cálculo obviando pérdidas por radiación
Las pérdidas de energía en forma de calor, a través de las paredes del horno se
calculan según se muestra a continuación:
Qk trans =
207 - 25
1
 0,04 0,001
⋅
+
12.96  0,04
111 
QKtrans = 2358.7 W = 2.4 kW
91
En este caso, se ha considerado que el aislamiento permite mantener una temperatura
similar a la del aire ambiente en la superficie exterior de la cámara; esto implica que no se
consideren importantes pérdidas por radiación.
De manera similar, se asume que la
temperatura en la pared interna es la misma de la cámara.
PÉRDIDAS POR GASES DE COMBUSTIÓN HORNO #1
Para evaluar las pérdidas energéticas por gases de combustión se utiliza la siguiente
relación:
Q = m ⋅ c p ⋅ (Tg2 − Tg1 )
Donde
m = flujo másico de los gases
cp = calor específico de los gases
Tg2 = temperatura final de los gases en la cámara
Tg1 = temperatura inicial del aire de combustión
Para determinar las pérdidas energéticas por los gases de escape, se considera que la
relación aire/combustible es 15, por lo que la masa de gases será equivalente a unas 16 veces
la masa de combustible.
Para el estado transiente, el cálculo se basará en una temperatura de gases de 220 ºC.
Qgtrans = 56.3 kg/h x 1.14 KJ/kgx( ( 220 – 25) ºC)
Qgtrans = 12516.4 W = 12.5 kW
CARGA TÉRMICA HORNO #1
Asumiendo que la carga térmica se calienta desde 25º C hasta 220º C como
temperatura de tratamiento térmico, y considerando una densidad para el acero de 7800kg/m3,
y el respectivo calor específico de 473 J/kg-K se tiene que:
Qcarga = m ⋅ c p ⋅ (Tct2 − Tct1 )
Qcarga = [42kg x 0.473KJ/kg-K x (165 – 25)] + [52.8kg x 2.78KJ/kg-K x (130 – 25)]
(2h x 3600s)
Q Carga = 18193.6 W = 18.2 Kw
92
Nota: Se ha considerado un tiempo de 2 horas para el proceso en estado transiente
Incluye precalentamiento del horno (1 hora), 45 minutos de proceso y 15 minutos entre cambio
a otro proceso.
CALOR DE COMBUSTIBLE APORTADO HORNO #1
Para el estado transiente se considera un flujo de combustible (Diesel) de 3.52kg/h.
Entonces:
Qc trans = m ⋅ PC
Qctrans = 3.52kg/h x 45914kJ/kg /3600
Qctrans = 44.88 kW
En el estado estable, se habrá alcanzado la temperatura de régimen del
horno deseada por lo que el consumo de combustible disminuirá.
EFICIENCIA DEL HORNO #1
Se tiene que la Eficiencia de un equipo térmico es igual a:
Eficiencia ŋ = Energía Total Aportada – Energía Total de Perdidas x 100
Energía Total Aportada
Eficiencia ŋ = 44.88Kw – 33.07Kw x 100
44.88Kw
Eficiencia ŋ = 26.3%
93
Tabla 22. Balance Energético en Horno #1
HORNO 1
PERDIDA POR
PAREDES
PERDIDA POR
CHIMENEA
PERDIDA POR
CARGA
Q (w) =
2358.7
Q (w) =
12516.4
Q (w) =
18193.6
Q (Kw) =
2.4
Q (Kw) =
12.5
Q (Kw) =
18.2
3.4.4.
CALOR DEL
COMBUSTIBLE
(TOTAL)
Q (Kw) =
44.88
CALCULO DE EFICIENCIA DEL HORNO #6
PERDIDAS POR PAREDES HORNO #6
Las pérdidas de energía en forma de calor, a través de las paredes del horno de
tratamiento térmico se calculan según se muestra a continuación.
Q=
Qk trans =
Tc - Tf
L1
L2
+
k1 ⋅ A1 k 2 ⋅ A 2
165 - 25
1
 0,04 0,001
⋅
+
12.96  0,04
111 
QKtrans = 1814.4 W = 1.8 kW
PÉRDIDAS POR GASES DE COMBUSTIÓN HORNO #6
En las pérdidas energéticas por gases de combustión se utiliza la siguiente relación:
Q = m ⋅ c p ⋅ (Tg2 − Tg1 )
Para determinar las pérdidas energéticas por los gases de escape, se considera que la
relación aire/combustible es 15, por lo que la masa de gases será equivalente a unas 16 veces
la masa de combustible.
94
Para el estado transiente, el cálculo se basará en una temperatura de gases de 135.6º C.
Qgtrans = 49 kg/h x 1.14 KJ/kg x ( ( 135 – 25) ºC)
Qgtrans = 6173.1 W = 6.2 kW
CARGA TÉRMICA HORNO #6
Asumiendo que la carga térmica se calienta desde 25º C hasta 135.6º C como
temperatura de tratamiento térmico, y considerando una densidad para el acero de 7800
kg/m3, y el respectivo calor específico de 473 J/kg-K se tiene que:
Qcarga = m ⋅ c p ⋅ (Tct2 − Tct1 )
Q carga = [42kg x 0.473KJ/kg-K x (165 – 25)] + [52.8kg x 2.78KJ/kg-K x (130 – 25)]
(2h x 3600s)
Q Carga = 18193.6 W = 18.2 Kw
Nota: Se ha considerado un tiempo de 2 horas para el proceso en estado transiente
Incluye precalentamiento del horno (1 hora), 45 minutos de proceso y 15 minutos entre cambio
a otro proceso.
CALOR DE COMBUSTIBLE APORTADO HORNO #6
Para el estado transiente se considera un flujo de combustible (Diesel) de 3.06kg/h.
Entonces:
Qc trans = m ⋅ PC
Qctrans = 3.06kg/h x 45914kJ/kg /3600
Qctrans = 39.03 kW
En el estado estable, se habrá alcanzado la temperatura de régimen del horno deseada
por lo que el consumo de combustible disminuirá.
95
EFICIENCIA DEL HORNO #6
Se tiene lo siguiente:
La Eficiencia de un equipo térmico es igual a:
Eficiencia ŋ = Energía Total Aportada – Energía Total de Perdidas x 100
Energía Total Aportada
Eficiencia ŋ = 39.03Kw – 26.18Kw x 100
39.03Kw
Eficiencia ŋ = 32.9%
Tabla 23. Balance Energético en Horno #6
HORNO 6
PERDIDA POR
PAREDES
PERDIDA POR
CHIMENEA
PERDIDA POR
CARGA
Q (w) =
1814.4
Q (w) =
6173.1
Q (w) =
18193.6
Q (Kw) =
1.8
Q (Kw) =
6.2
Q (Kw) =
18.2
3.4.5.
CALOR DEL
COMBUSTIBLE
(TOTAL)
Q (Kw) =
39.03
CALCULO DE AHORRO POSIBLE EN LOS HORNOS
Las eficiencias en los hornos son:
Eficiencia Horno #1 = 26.3%
Eficiencia Horno #2 = 32.9%
Hay una diferencia de 6.6% de Eficiencia cuando se emplea un quemador Carlin. El
ahorro de combustible se calcula por:
AHORRO COMBUSTIBLE = Eficiencia Nueva – Eficiencia Anterior
x 100
Eficiencia Nueva
AHORRO COMBUSTIBLE = 32.9 – 26.3 x 100
32.9
AHORRO COMBUSTIBLE = 20%
96
Esto quiere decir que si se tiene un consumo de combustible mensual promedio de
1988.3 galones a un costo de $0.82USD/galón se tiene:
1988.3 gal x 0.82 USD/gal = 1630 USD/mensuales
1630 USD/mes x 20% ahorro = $320 USD de Ahorro Mensual
320 USD x 12 meses = $3912 USD de Ahorro Anual.
Se tendrá por lo tanto, un ahorro aproximado de $3900 USD anual, en costo de
combustibles, con la implementación de nuevos quemadores en todos los hornos de la
fábrica.
3.4.6.
BENEFICIO MEDIOAMBIENTAL
Se puede observar lo siguiente en la medición de gases de chimenea de estos dos
hornos:
Tabla 24. Comparativa de Parámetros Medidos.
PARAMETRO
HORNO 1
HORNO 6
O2%
10.8
18.1
CO2%
6.1
5.4
Marca de Humo
1
1
Temp. Gases (º C)
220
135.6
Se tiene que la concentración de Oxígeno (O2%) es menor en el Horno #1 que en el
Horno #6, mientras que la concentración de Dióxido de Carbono (CO2%) es mayor en el
primero que en el segundo. Sin embargo las marcas de humo de chimenea son iguales.
Esto
aparentemente indicaría que hay una mejor combustión en el primero, pero hay que considerar
que la temperatura de los gases es menor en el Horno #6, lo cual indica que hay un mejor
aprovechamiento del calor en este horno.
Debido a la alta variabilidad que puede darse en los procesos productivos se
no
siempre los resultados de los monitoreos reflejarán la realidad del estado de combustión de los
hornos.
Sin embargo está comprobado que un quemador nuevo y de tipo eficiente, quemará
el combustible de forma más completa y con un mejor aprovechamiento de la mezcla airecombustible.
97
3.4.7.
MUESTREO DE PÉRDIDAS DE CALOR SUPERFICIALES EN LOS HORNOS
A continuación se presenta el muestreo de temperaturas superficiales realizado sobre
las paredes de los hornos.
Las mediciones fueron realizadas con una Pistola para medición de temperatura
superficial con sensor infrarrojo, marca TESTO, modelo 0600-0750.
Aquellos cuadrantes resaltados en rojo manifiestan un calentamiento excesivo y se ha
recomendado mejorar el aislamiento térmico interno, para reducir las pérdidas.
98
PANESA – HORNO # 1
FECHA: 23/05/2007
TEMP. INTERNA DEL HORNO = 220º C
TEMP. AMBIENTE = 33º C
PARED IZQUIERDA
PARED DERECHA
42
38
34
49
56
36
40
40
33
31
39
37
37
37
37
28
35
38
PUERTA HORNO
PARED POSTERIOR
54
56
49
---
---
---
45
40
39
---
---
---
36
34
33
---
---
---
TECHO HORNO
69
55
51
64
60
53
63
49
50
(Frente)
99
PANESA – HORNO # 2
FECHA: 23/05/2007
TEMP. INTERNA DEL HORNO = 162º C
TEMP. AMBIENTE = 33º C
PARED IZQUIERDA
PARED DERECHA
37
45
46
43
45
47
42
47
53
40
46
50
47
55
58
37
41
43
PUERTA HORNO
PARED POSTERIOR
37
51
58
39
42
31
38
43
50
40
40
43
37
50
45
38
38
31
TECHO HORNO
43
52
50
49
51
42
49
78
52
(Frente)
100
PANESA – HORNO # 3
FECHA: 23/05/2007
TEMP. INTERNA DEL HORNO = 213º C
TEMP. AMBIENTE = 33º C
PARED IZQUIERDA
PARED DERECHA
68
58
49
43
43
40
51
60
72
46
46
46
54
74
68
41
45
43
PUERTA HORNO
PARED POSTERIOR
46
74
75
45
47
80
36
46
48
47
51
47
35
40
40
41
39
39
TECHO HORNO
55
56
51
60
74
59
66
56
51
(Frente)
101
PANESA – HORNO # 4
FECHA: 23/05/2007
TEMP. INTERNA DEL HORNO = 185º C
TEMP. AMBIENTE = 33º C
PARED IZQUIERDA
PARED DERECHA
53
56
51
51
50
49
40
44
42
44
46
52
37
50
41
34
35
51
PUERTA HORNO
PARED POSTERIOR
41
80
47
62
47
51
46
55
44
43
42
46
40
43
45
75
105
43
TECHO HORNO
52
59
52
52
67
51
52
54
52
(Frente)
102
PANESA – HORNO # 5
FECHA: 23/05/2007
TEMP. INTERNA DEL HORNO = 237º C
TEMP. AMBIENTE = 33º C
PARED IZQUIERDA
PARED DERECHA
56
60
54
48
49
52
42
54
37
36
40
39
41
36
35
35
38
42
PUERTA HORNO
PARED POSTERIOR
68
60
48
37
37
47
43
53
42
37
35
50
38
39
37
37
34
38
TECHO HORNO
85
54
48
64
56
52
51
64
49
(Frente)
103
PANESA – HORNO # 6
FECHA: 23/05/2007
TEMP. INTERNA DEL HORNO = 165º C
TEMP. AMBIENTE = 33º C
PARED IZQUIERDA
PARED DERECHA
70
58
54
55
59
60
54
64
47
35
38
42
32
32
32
37
44
37
PUERTA HORNO
PARED POSTERIOR
59
59
58
59
58
60
41
52
38
33
32
37
38
36
37
28
26
26
TECHO HORNO
80
55
53
58
65
53
54
58
52
(Frente)
104
3.5.
CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA TÉRMICA
1. Existe un potencial ahorro del 20% en costos de combustible si se reemplaza los
actuales quemadores convencionales, por quemadores de alta eficiencia de marca
Carlin. Esto aumentaría el porcentaje de CO2 en los gases que es un indicador de
eficiencia de combustión, disminuiría la concentración de Monóxido de Carbono (CO) y
el Hollín, así como la temperatura de los gases.
2. Se recomienda mejorar el aislamiento térmico interno de las paredes de los hornos
(Ver Hojas de muestreo de temperaturas superficiales), para con ellos reducir las
pérdidas de calor y generar ahorros. Así como la utilización de materiales reflectivos
en el interior del horno (Laminado interno del horno)
que eviten la conducción y
radiación de calor hacia el exterior del mismo.
3. Existe un potencial de energía en los gases de escape que puede ser aprovechado
mediante recuperación de calor (uso de intercambiadores de calor).
La energía
recuperada se podría utilizar para calentar otras áreas de la planta tales como cámaras
de fermentación.
La empresa puede investigar a mayor profundidad este tema a
futuro.
4. Se sugiere un plan estricto de mantenimiento preventivo de los hornos, una vez
reemplazados los quemadores antiguos por quemadores eficientes, para prolongar la
vida útil de los mismos.
5. Se sugiere también, que cuando se realice la limpieza y calibración del quemador, se
ajuste a las especificaciones del fabricante, y observar que la atomización del
combustible tenga un ángulo adecuado, que permita alcanzar ¾ de la longitud del
hogar, y que la llama de la combustión sea siempre de un color amarillo claro y
brillante.
6. Se debe revisar periódicamente que los hornos no tengan fugas de aire caliente hacia
el exterior, pues esto es una perdida notable de energía y afecta también al ambiente
laboral por la exposición de gases contaminantes y hollín. Debido a la estructura de los
quemadores no es recomendable el aprovechamiento de los gases calientes de
combustión para precalentar el aire de alimentación del sistema, ya que contiene parte
plásticas sensibles (tapa y reguladores). El departamento de Mantenimiento debe
incorporar con rigurosidad un programa de búsqueda de fugas.
105
CAPITULO 4
ANALISIS DE CALIDAD AMBIENTAL DE LA EMPRESA
4.1.
INTRODUCCION
Se ha investigado la influencia de la combustión ineficiente de los Hornos de
Panificación, sobre el ambiente laboral de los trabajadores, según el análisis de material
particulado suspendido en el aire ambiente (hollín).
También se ha investigado los niveles de iluminación en los puestos de trabajo para
ofrecer recomendaciones de optimización de la iluminación en función de ahorro eléctrico y
seguridad laboral.
4.2.
ANALISIS DE MATERIAL PARTICULADO
La medición de material particulado sirve como base para analizar la eficiencia de
combustión de los hornos de pan (el hollín es un indicador de combustión incompleta).
Al mismo tiempo los resultados, dan información sobre la afectación de los procesos
productivos de la fábrica sobre el ambiente laboral donde se desenvuelven los trabajadores y
personal en general de la planta.
4.2.1.
EQUIPO DE MEDICION
Las mediciones de material particulado fueron realizadas con un Monitor de Aerosol
Marca rp DUSTCAN SCOUT
TM
modelo 3020 con filtros PM 10 y PM 2.5, ajustado con un Data
Rate (intervalo de muestreo) de 2 segundos y se llevaron a cabo el día 16 de mayo de 2007.
4.2.2.
CONDICIONES DE LA MEDICION
Condiciones meteorológicas:
El clima exterior durante la medición fue parcialmente nublado sin precipitaciones, ni
vientos fuertes.
Temperatura ambiente interna promedio del área de horneado = 30º C.
Temperatura ambiente interna promedio del área de maquinaria = 20º C.
Temperatura ambiente externa promedio = 15º C.
106
Condiciones del proceso:
Al momento de las mediciones, la planta laboraba con una carga normal de trabajo, los
5 hornos estaban trabajando normalmente y uno se encontraba en mantenimiento.
4.2.3.
NORMATIVA
Se entiende por:
PM10: Material Particulado de diámetro aerodinámico menor a 10 (diez) micrones. Se abrevia
PM10.
Efecto en la salud.- En suspensión en aire ambiente provoca: irritación en el tracto
1
respiratorio superior, nariz, garganta, faringe, ojos y oídos, si es de tipo inerte.
PM2,5 : Material Particulado de diámetro aerodinámico menor a 2,5 (dos enteros cinco décimos)
micrones. Se abrevia PM2,5.
Efecto en la salud.- En suspensión en aire ambiente provoca: además de fijarse en
mucosas del aparato respiratorio superior, ojos y oídos, penetra hacia el sistema pulmonar y
alvéolos y puede provocar severas enfermedades pulmonares si es de tipo inerte, si son
partículas de carbón proveniente de combustión ineficiente, puede provocar cáncer en los
1
órganos expuestos.
Nota Importante: El material particulado PM10 y sobre todo el PM2.5 que se detecta en el
área de horneado, puede ser producido por una mala combustión de los hornos los que se
dispersan en forma de hollín en el aire ambiente.
NORMATIVA DE SEGURIDAD INDUSTRIAL
La Normativa Ecuatoriana para Seguridad en Industrias no especifica límites máximos para
material particulado. Como una referencia se puede indicar que el límite máximo permisible
especificado en la Normativa Internacional de OSHAS (International Occupational Health And
3
Safety Management System Specification) para material particulado PM3.5 es de 5mg/m .
NORMATIVA DE CALIDAD DE AIRE AMBIENTE
La Normativa Ecuatoriana en su Legislación Ambiental Secundaria, Libro VI, Anexo 4
de Normas de Calidad del Aire Ambiente especifica lo siguiente:
1
Organización Mundial de la Salud. (OMS).
107
Numeral 4.1.2.- Normas Generales para concentraciones de contaminantes comunes en el aire
ambiente:
Material particulado menor a 10 micrones (PM10).- El Promedio aritmético de la
concentración de PM10 de todas las muestras en un año no deberá exceder de cincuenta
3
microgramos por metro cúbico (50µg/m ). La concentración máxima en 24 horas, de todas las
muestras colectadas, no deberá exceder ciento cincuenta microgramos por metro cúbico
3
(150µg/m ), valor que no podrá ser excedido mas de dos (2) veces en un año.
Material particulado menor a 2.5 micrones (PM2.5).- Se ha establecido que el promedio
aritmético de la concentración de PM2.5 de todas las muestras en un año no deberá exceder
3
de quince microgramos por metro cúbico (15µg/m ). La concentración máxima en 24 horas, de
todas las muestras colectadas, no deberá exceder sesenta y cinco microgramos por metro
3
cúbico (65µg/m ), valor que no podrá ser excedido mas de dos (2) veces en un año.
A continuación se muestra el mapa de monitoreo de Material Particulado en la Empresa
(Gráfico 22):
108
GRAFICO 22. MAPA DE MONITOREO DE MATERIAL PARTICULADO
P2
P8
P1
P3
P7
P5
P4
P6
109
4.2.4.
RESULTADOS E INTERPRETACION
La tabla #25 presenta la concentración promedio en los diferentes puntos donde se ha
medido y los valores mínimo y máximo tanto para PM10 y PM2.5 registrados durante el periodo
de 10 minutos, establecido para cada filtro. El equipo de medición proporciona los datos en
3
miligramos por metro cúbico (mg/m ), estos valores han sido expresados en microgramos por
3
metro cúbico (µg/m ) para comparar con lo establecido en la Legislación Ambiental.
Aquellos valores que se encuentran resaltados, sobrepasan el respectivo valor límite
estipulado en la Legislación Ambiental.
110
TABLA 25.
UBICACIÓN
P1 - AREA
INTERMEDIA ENTRE
LOS HORNOS
P2 - AREA
DERECHA DE
HORNOS
P3 - AREA
POSTERIOR DE
HORNOS #4, 5 y 6 Y
AREA DE
EMPACADO
P4 - AREA
IZQUIERDA DE
HORNOS/PUERTAS
DE CAMARA DE
LEUDO
P5 - AREA DE
MEZCLADORA DE
MAQUINA
MICRONIC
Resultados de las mediciones de Polvo PM10 y PM2.5 en la fábrica PANESA
S.A. (16/05/2007)
FILTRO
PM10
PM2.5
PM10
PM2.5
PM10
PM2.5
PM10
PM2.5
PM10
PM2.5
PM10
P6 - AREA DE
PASTELERIA
PM2.5
P7 - AREA DE
MEZCLADORA DE
MAQUINA BRINA
PM10
PM2.5
PM10
P8 - AREA DE
PREBODEGA
PM2.5
HORA
9:02
9:12
9:14
9:24
9:25
9:35
9:36
9:46
9:47
9:57
9:58
10:08
10:09
10:19
10:20
10:30
10:38
10:48
11:18
11:28
10:52
11:02
11:03
11:13
11:32
11:42
11:45
11:55
11:58
12:08
12:09
12:19
DUR
A
CIÓN
(MIN.)
CONC
PROM
10
63.2
62.5
63.9
50
10
40.8
40.3
41.4
15
10
30.7
30.2
31.1
50
10
27.3
26.9
27.8
15
10
25.1
24.6
25.6
50
10
19.9
19.5
20.4
15
10
86.0
84.4
87.6
50
10
87.9
86.7
89.0
15
10
41.2
40.8
41.6
50
10
14.6
14.0
15.0
15
10
7.2
6.9
7.5
50
10
7.5
7.0
8.1
15
10
30.8
30.3
31.3
50
10
34.6
34.0
35.1
15
10
37.0
36.4
37.4
50
10
30.4
30.0
30.7
15
MIN
µg/m
MAX
3
LIMITE
NORMATIVO
MÁXIMO
3
µg/m
111
De la Tabla 25 se deduce que en el punto P1 (Área Intermedia entre Hornos) y en P4
(Área izquierda de hornos / puertas de cámara de leudo) concentraciones promedio para PM10
y PM2.5 sobrepasan los límites máximos permitidos establecidos en la Legislación Ambiental
Secundaria, Libro VI, Anexo 4 de Normas de Calidad del Aire Ambiente. Numeral 4.1.2.
En los puntos P2, P3, P7 y P8 solo las concentraciones promedio para PM2.5 sobrepasan los
límites permitidos.
El Grafico 23 muestra la variación que presentan las concentraciones de PM10 y
PM2.5 en cada lugar de medición.
Concentracion de Material Particulado PM10 y PM2.5 (ug/m3)
PM10
90
PM2.5
80
70
60
Lím. PM10
50
40
30
Lím. PM2.5
20
10
P8
P7
P6
P5
P4
P3
P2
P1
0
Punto de Medicion
Grafico 23. Representación grafica de concentraciones en los diferentes puntos de medición
REPRESENTACION GRAFICA DE LOS DIFERENTES PUNTOS DE MUESTREO
A continuación se muestran los Gráficos (#24 hasta #39) de las concentraciones de
polvo en aire ambiente, para cada área en estudio.
112
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
9:02:48
9:04:48
9:06:48
9:08:48
9:10:48
Hora
9:12:48
Grafico 24. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P1 - AREA INTERMEDIA
ENTRE LOS HORNOS
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
65
60
55
50
Concentracion ug/m3
45
40
35
30
25
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
9:13:56
Hora
9:15:56
9:17:56
9:19:56
9:21:56
9:23:56
Grafico 25. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P1 - AREA INTERMEDIA
ENTRE LOS HORNOS
113
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
9:25:17
9:27:17
9:29:17
9:31:17
9:33:17
9:35:17
Hora
Grafico 26. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P2 - AREA DERECHA DE
HORNOS
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
65
60
55
50
Concentracion ug/m3
45
40
35
30
25
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
9:36:22
Hora
9:38:22
9:40:22
9:42:22
9:44:22
9:46:22
Grafico 27. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P2 - AREA DERECHA DE
HORNOS
114
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
9:47:28
9:49:28
9:51:28
9:53:28
9:55:28
Hora
9:57:28
Grafico 28. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P3 - AREA POSTERIOR
DE HORNOS #4, 5 y 6 Y AREA DE EMPACADO
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
30
25
Concentracion ug/m3
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
9:58:29
Hora
10:00:29
10:02:29
10:04:29
10:06:29
10:08:29
Grafico 29. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P3 - AREA POSTERIOR
DE HORNOS #4, 5 y 6 Y AREA DE EMPACADO
115
Concentracion ug/m3
200
190
180
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10:09:38
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
10:11:38
10:13:38
10:15:38
10:17:38
Hora
10:19:38
Grafico 30. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P4 - AREA IZQUIERDA DE
HORNOS/PUERTAS DE CAMARA DE LEUDO
Concentracion ug/m3
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
160
155
150
145
140
135
130
125
120
115
110
105
100
95
90
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
10:20:46
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
Hora
10:22:46
10:24:46
10:26:46
10:28:46
10:30:46
Grafico 31. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P4 - AREA IZQUIERDA
DE HORNOS/PUERTAS DE CAMARA DE LEUDO
116
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
10:38:25
10:40:25
10:42:25
10:44:25
10:46:25
Hora
10:48:25
Grafico 32. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P5 - AREA DE
MEZCLADORA DE MAQUINA MICRONIC
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
40
35
Concentracion ug/m3
30
25
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
11:18:34
Hora
11:20:34
11:22:34
11:24:34
11:26:34
11:28:34
Grafico 33. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P5 - AREA DE
MEZCLADORA DE MAQUINA MICRONIC
117
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
10:52:22
10:54:22
10:56:22
10:58:22
11:00:22
Hora
11:02:22
Grafico 34. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P6 - AREA DE
PASTELERIA
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
40
35
Concentracion ug/m3
30
25
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
11:03:34
Hora
11:05:34
11:07:34
11:09:34
11:11:34
11:13:34
Grafico 35. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P6 - AREA DE
PASTELERIA
118
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
11:32:50
11:34:50
11:36:50
11:38:50
11:40:50
Hora
11:42:50
Grafico 36. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P7 - AREA DE
MEZCLADORA DE MAQUINA BRINA
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
50
45
40
Concentracion ug/m3
35
30
25
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
11:45:17
Hora
11:47:17
11:49:17
11:51:17
11:53:17
11:55:17
Grafico 37. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P7 - AREA DE
MEZCLADORA DE MAQUINA BRINA
119
Concentración Promedio de PM10 vs. Tiempo
100
90
Concentracion ug/m3
80
70
60
Limite
Maximo
Permisible
50ug/m3
50
40
30
20
10
0
11:58:13
12:00:13
12:02:13
12:04:13
12:06:13
Hora
12:08:13
Grafico 38. Curvas de concentración de Material Particulado PM10 P8 - AREA DE
PREBODEGA
Concentración Promedio de PM2.5 vs. Tiempo
50
45
40
Concentracion ug/m3
35
30
25
20
Limite
Maximo
Permisible
15ug/m3
15
10
5
0
12:09:22
Hora
12:11:22
12:13:22
12:15:22
12:17:22
12:19:22
Grafico 39. Curvas de concentración de Material Particulado PM2.5 P8 - AREA DE
PREBODEGA
120
INTERPRETACIÓN GRÁFICA
Grafico 24: PM10 P1 - Área Intermedia entre los Hornos.- Toda la curva se encuentra sobre la
línea de Límite Máximo Permisible para aire ambiente. Se observa una amplia fluctuación de
concentraciones lo que puede ser debido al arranque alternando de los quemadores de los
hornos.
Grafico 25: PM2.5 P1 - Área Intermedia entre los Hornos.- Toda la curva se encuentra sobre la
línea de Límite Máximo Permisible para aire ambiente. Se observa una amplia fluctuación de
concentraciones lo que puede ser debido al arranque alternando de los quemadores de los
hornos.
Grafico 26: PM10 P2 - Área Derecha de Hornos.- Toda la curva se encuentra por debajo de la
línea de límite normativo. En esta área un ventilador estaba funcionando lo cual puede
eliminar/neutralizar la presencia de material particulado de PM10.
Grafico 27: PM2.5 P2 - Área Derecha de Hornos.- Toda la curva se encuentra sobre la línea de
Límite Máximo Permisible para aire ambiente. Se observa una amplia fluctuación de
concentraciones lo que puede ser debido al arranque y apagado alternando de los quemadores
de los hornos.
Grafico 28: PM10 P3 - Área Posterior de Hornos #4, 5 Y 6 Y Área de Empacado.- Toda la curva
se encuentra por debajo de la línea de límite normativo, sin embargo se presentan picos
representativos al principio de la misma.
Grafico 29: PM2.5 P3 - Área Posterior de Hornos #4, 5 Y 6 Y Área de Empacado.- Toda la
curva se encuentra sobre la línea de Límite Máximo Permisible para aire ambiente.
Grafico 30: PM10 P4 - Área Izquierda de Hornos/Puertas de Cámara de Leudo.- Toda la curva
se encuentra sobre la línea de Límite Máximo Permisible para aire ambiente. Hay algunos
picos notables que pueden ser causados por el arranque de los quemadores de los hornos.
Grafico 31: PM2.5 P4 - Área Izquierda de Hornos/Puertas de Cámara de Leudo.- Toda la curva
se encuentra sobre la línea de Límite Máximo Permisible para aire ambiente. Se observa una
amplia fluctuación de concentraciones y algunos picos notables que pueden ser causados por
el arranque de los quemadores de los hornos.
121
Grafico 32: PM10 P5 – Area de Mezcladora de Maquina Micronic.- La curva supera el límite
máximo permisible en aprox. 50%, luego desciende. Esto es debido al momento de la carga de
harina en la máquina, cuando se levantó visiblemente polvo en el ambiente.
Grafico 33: PM2.5 P5 - Area de Mezcladora de Maquina Micronic.- Gran parte de la curva se
encuentra por debajo de la línea de límite normativo, sin embargo se presentan picos notables
que lo superan
Grafico 34: PM10 P6 - Area de Pasteleria.- Toda la curva se encuentra por debajo de la línea
de límite normativo.
Grafico 35: PM2.5 P6 - Area de Pasteleria.- Toda la curva se encuentra por debajo de la línea
de límite normativo.
Grafico 36: PM10 P7 - Área de Mezcladora de Maquina Brina.- Toda la curva se encuentra por
debajo de la línea de límite normativo.
Grafico 37: PM2.5 P7 - Área de Mezcladora de Maquina Brina.- Toda la curva se encuentra
sobre la línea de Límite Máximo Permisible para aire ambiente. Al momento de la medición se
estaba llenando el mezclador con ingredientes por lo que es muy probable que el polvo sea
proveniente de las harinas.
Grafico 38: PM10 P8 - Area de Prebodega.- Toda la curva se encuentra sobre la línea de
Límite Máximo Permisible para aire ambiente. En esta área se almacena las fundas de harina
que provocan niveles más altos de material particulado.
Grafico 39: PM2.5 P8 - Area de Prebodega.- Toda la curva se encuentra sobre la línea de
Límite Máximo Permisible para aire ambiente. En esta área se almacena las fundas de harina
que provocan niveles más altos de material particulado.
122
4.2.5.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Existe una concentración excesiva de material particulado en las siguientes áreas:
Tabla 26. Puntos con Concentración Excesiva de Material Particulado
PUNTOS CRITICOS
PM10
3
(Norma máx. 50 µg/m )
P1 - Área Intermedia Entre los Hornos
P2 - Área Derecha de Hornos
P3 - Área Posterior de Hornos #4, 5 Y 6 y
Área de Empacado
P4 - Área Izquierda de Hornos/Puertas de
Cámara De Leudo
40.8 µg/m
3
---
27.3 µg/m
3
---
19.9 µg/m
3
87.9 µg/m
3
63.2 µg/m
86.0 µg/m
3
PM2.5
3
(Norma máx. 15 µg/m )
3
P7 - Área de Mezcladora De Maquina Brina
---
34.6 µg/m
3
P8 - Área de Prebodega
---
30.4 µg/m
3
Se recomienda Corregir y Evitar que en la fuente se origine el material particulado, esto
es: en las Chimeneas de los hornos. La hermeticidad de los ductos y chimeneas es
crítica. Se debe minimizar la generación de hollín que contiene altos niveles de PM2.5
especialmente.
Se recomienda que los trabajadores que laboran en las áreas críticas (arriba
mencionadas) por el polvo, utilicen mascarillas para polvos finos.
Se recomienda realizar exámenes médicos de los trabajadores trabajando en las áreas
críticas para saber el estado de salud respiratorio y poder tomas las decisiones
pertinentes para prevenir problemas de salud.
Se recomienda la instalación de extractores eólicos en el techo de la nave industrial
para facilitar la remoción del polvo que se genera y favorecer la ventilación y
disminución de temperatura de trabajo.
123
4.3.
ANALISIS DE ILUMINACIÓN
La medición de iluminación sirve como base para analizar el uso energético en la
iluminación de la planta productiva y de administración. Al mismo tiempo los resultados ofrecen
información sobre las condiciones de iluminación para los trabajadores.
Las mediciones de iluminación fueron realizadas con un Luxómetro digital marca
Hagner EC1 con escala desde 0,1 hasta 10000 luxes, se realizaron el día 16 de mayo de 2007.
En cada punto de medición se ubicó el equipo a una altura de 1.50 metros desde el
suelo.
4.3.1.
NORMATIVA
LEGISLACION DE SEGURIDAD LABORAL
El Reglamento de Seguridad y Salud de los Trabajadores y Mejoramiento del Medio
Ambiente de Trabajo, en su Artículo No. 56: “Iluminación, Niveles Mínimos“, indica lo siguiente:
“Numeral 1. Todos los lugares de trabajo y tránsito deberán estar dotados de suficiente
iluminación natural o artificial, para que el trabajador pueda efectuar sus labores con seguridad
y sin daño para los ojos. Los niveles mínimos de iluminación se calcularán en base a la
siguiente tabla:”
Tabla: Niveles de iluminación mínima para trabajos específicos y similares.
Iluminación
Mínima (lux)
Actividades
20
Pasillos, patios, lugares de paso.
50
100
200
300
500
1000
Operaciones en los que la distinción no sea esencial como manejo de materias,
desechos de mercancías, embalaje, servicios higiénicos.
Cuando sea necesario una ligera distinción de detalles como: fabricación de
productos de hierro, acero, taller de textiles y de industria manufacturera, salas
de máquinas y calderos, ascensores.
Si es esencial una distinción moderada de detalles, tales como: talleres de metal
mecánica, costura, industria de conserva, imprentas.
Siempre que sea esencial la distinción media de detalles, tales como: trabajos
de montaje, pintura a pistola, tipografía, contabilidad, taquigrafía.
Trabajos en que sea indispensable una fina distinción de detalles, bajo
condiciones de contraste, tales como: corrección de pruebas, fresado y
torneado, dibujo.
Trabajos que exijan una distinción extremadamente fina o bajo condiciones de
contrastes con colores o artísticos, inspección delicada, montajes de precisión
electrónicos, relojería.
124
GRAFICO 40. MAPA DE ILUMINACIÓN DE LA PLANTA PANESA S.A.
P32
P2
P31
P3
P24
P34
P33
P4
P1
P30
P29
P13
P5
P18
P28
P23
P27
P19
P17
P16
P6
P20
P26
P21
P15
P22
P35
P36
P7
P25
P12
P11
P10
P14
P8
P9
125
4.3.2.
RESULTADOS E INTERPRETACION
La Tabla 27 resume los resultados de la iluminación de los diferentes puestos de trabajo.
Aquellos valores que se encuentran resaltados están por debajo de lo establecido en el Reglamento
de Seguridad y Salud Ecuatoriano.
TABLA 27.
Niveles de iluminación en puestos de trabajo de la Fabrica
(16/05/2007).
Panesa.
NIVEL DE
ILUMINACIÓ
N (lux)
Limite
Mínimo
Permitido
(lux) *
FECHA
HORA
TIPO DE
ILUMINACIO
N
P1 - Área Media entre Hornos
16/05/07
9:07
Natural
230
100
P2 - Área Derecha de Hornos
16/05/07
9:09
Natural
121
100
P3 - Área de Empacadora de Cake
16/05/07
9:11
Nat + Art
181
100
P4 - Área de Empacado Derecho
16/05/07
9:12
Nat + Art
141
100
P5 - Área de Empacado Izquierdo
16/05/07
9:13
Nat + Art
217
100
P6 - Área Izquierda de
Hornos/Salida de Cámaras Leudo
16/05/07
9:14
Natural
345
100
P7- Área de Cortado de Pan
16/05/07
9:18
Nat + Art
152
100
P8- Baños Mujeres
16/05/07
9:21
Natural
220
50
P9- Mecánica
16/05/07
9:22
Natural
736
200
16/05/07
9:26
Artificial
833
500
16/05/07
9:27
Artificial
880
100
16/05/07
9:28
Artificial
389
100
16/05/07
9:56
Nat + Art
68
100
P14 - Baños Varones
16/05/07
10:03
Natural
3590
50
P15 - Oficina de Recepción
16/05/07
10:11
Nat + Art
42
300
P16 - Oficina de Ventas
16/05/07
10:12
Nat + Art
269
300
UBICACIÓN
P10 - Laboratorio de Control de
Calidad
P11 - Departamento de
Producción frente
P12 - Departamento de
Producción posterior
P13 - Bodega de Producto
Terminado
P17 - Oficina de Recursos
302
16/05/07
10:12
Nat + Art
300
Humanos
P18 - Oficina de Contabilidad y
348
16/05/07
10:14
Nat + Art
300
Administración 1
* Reglamento de Seguridad y Salud de los Trabajadores y Mejoramiento del Medio Ambiente de
Trabajo Ecuatoriano, Art. 56 Numeral 1: Niveles de iluminación mínima.
126
TABLA 27. Continuación. Niveles de iluminación en puestos de trabajo de la Fabrica Panesa.
(16/05/2007).
Limite
TIPO DE
NIVEL DE
Mínimo
UBICACIÓN
FECHA
HORA ILUMINACIO
ILUMINACIÓ
Permitido
N
N (lux)
(lux) *
P19 - Oficina de Contabilidad y
714
16/05/07
10:15
Nat + Art
300
Administración 2
P20 - Oficina de Contabilidad y
Administración 3
16/05/07
10:16
Nat + Art
553
300
P21 - Oficina de Contabilidad y
Administración 4
16/05/07
10:17
Nat + Art
259
300
16/05/07
10:18
Nat + Art
555
300
16/05/07
10:27
Natural
1800
200
16/05/07
10:28
Natural
220
200
16/05/07
10:32
Nat + Art
623
100
16/05/07
10:43
Nat + Art
605
100
16/05/07
10:44
Nat + Art
1118
100
P28 - Área de Mezcladora de
Micronic
16/05/07
10:45
Nat + Art
1112
100
P29 - Área de Mezcladora de Brina
16/05/07
11:19
Nat + Art
1106
100
P30 - Área de Boleadora / Mesas
16/05/07
11:20
Nat + Art
963
100
P31 - Área de Ultrarrápida
16/05/07
11:21
Nat + Art
1072
100
P32 - Área de Laminadora
16/05/07
11:22
Nat + Art
1556
100
P33 - Área de Carros de
Panificación
16/05/07
11:30
Nat + Art
700
100
P34 - Área de Prebodega
16/05/07
11:58
Nat + Art
422
100
P36 - Área de Miga Frontal
16/05/07
12:10
Nat + Art
739
100
P37 - Área de Miga Posterior
16/05/07
12:11
Nat + Art
289
100
P22 - Oficina de Contabilidad y
Administración 5
P23 - Área debajo de tragaluz
nuevo/Puertas Salida Cámaras de
Leudo
P24 - Área debajo de tragaluz
viejo/Área Media de Hornos
P25 - Área de Pastelería
P26 - Entrada Área de
Producción/Izquierda de Cámaras
de Leudo
P27 - Puertas de Ingreso Cámara
de Leudo/Micronic
* Reglamento de Seguridad y Salud de los Trabajadores y Mejoramiento del Medio Ambiente de
Trabajo Ecuatoriano, Art. 56 Numeral 1: Niveles de iluminación mínima.
127
4.3.3.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se puede observar que en las siguientes áreas los niveles de iluminación están por debajo de
los límites estipulados en la normativa:
o
P13 - Bodega de Producto Terminado
P15 - Oficina de Recepción
P16 - Oficina de Ventas
P21 - Oficina de Contabilidad y Administración 4
Se recomienda la aplicación de iluminación localizada (por ejemplo en el caso de la bodega, se
necesita que el puesto de trabajo del trabajador esté bien iluminado, en el resto del área de
bodega puede reducirse el nivel de iluminación.
o
Se recomienda evaluar si es posible, aprovechar más de la luz natural, posiblemente con la
instalación de un número mayor de tragaluces en el techo de la planta, sobre todo en las áreas de
proceso (bodega).
o
Si no es posible el aprovechamiento de la luz natural, se recomienda el emplazamiento de
luminaria fluorescente en estas áreas para mejorar los niveles de iluminación.
o
Se ha encontrado una situación particular con el área P24 - Área debajo de tragaluz viejo/Área
Media de Hornos, donde se encuentra un tragaluz que permite un paso parcial de la luz natural
sobre los hornos #1 y #6. Este tragaluz esta envejecido y no deja pasar una buena cantidad de
luz en esta área. Se recomienda cambiar el mismo para aprovechar la luz natural del día y evitar
el gasto de energía eléctrica para iluminar esta área.
128
IMPLEMENTACION DE LAS MEDIDAS ENERGETICAS RECOMENDADAS
Al final de cada Capítulo se han mostrado las conclusiones y recomendaciones para cada
problema que se ha identificado. Estas recomendaciones han sido presentadas al Gerente y al Jefe
de Producción de la Planta, y han sido discutidas en una reunión para el análisis de su posible
implementación, los resultados son los siguientes:
1.
La empresa se ha comprometido a implementar los cambios de iluminación por lámparas
ahorradoras en los puntos críticos, así como mejorar las condiciones de la red eléctrica por la
aparición de Factor de Potencia eventual, con la compra en un plazo de 6 meses de un Banco de
Capacitores de capacidad mayor al instalado.
La empresa no se ha mostrado interesada en cambiar los motores convencionales por motores
eficientes en su maquinaria de producción, es por ello que no se ha profundizado mucho en el tema.
Se espera poder realizar el convenio con la Empresa Municipal de Aseo de Cuenca EMAC para
aplicar una Tarifa plana anual de Recolección de Basura de menor cuantía, lo cual representaría un
significativo ahorro para la Fábrica.
2.
La empresa no se ha mostrado interesada en cambiar la tecnología de los hornos, ni en la
recirculación de gases calientes de chimenea para su aprovechamiento en precalentamiento de aire
de combustión o para calentar las Cámaras de Fermentación.
Insisten en continuar trabajando con
Resistencias eléctricas para el calentamiento de estas Cámaras.
Es por esa razón que no se ha
investigado el tema de aprovechamiento de gases de combustión.
Sin embargo la empresa se muestra interesada en las ventajas del cambio de quemadores de
los hornos, es decir el cambio de los quemadores antiguos, por unos nuevos de alta eficiencia, para
lo cual dispondrá de presupuesto a partir del año 2009.
La empresa se muestra interesada en el
cambio de paneles de aislamiento térmico en las zonas de los hornos con pérdidas notable de calor,
así como la reparación de posibles fugas de aire caliente al ambiente exterior. De ello se encargará
el Departamento de Mantenimiento de la empresa en el plazo de 3 meses.
Así también se ha comprometido a tomar medidas de control, tales como medición de
emisiones atmosféricas en las chimeneas.
3.
La empresa se ha mostrado interesada en los resultados del control ambiental de Material
Particulado, por lo que los trabajadores se han acogido al uso de mascarillas para polvo en las zonas
críticas. El departamento de Producción dispondrá de manera obligatoria su uso.
4.
En lo referente al tema de monitoreo de iluminación, la empresa se ha comprometido al
cambio paneles translúcidos en el techo para mejor aprovechamiento de la luz natural así como el
cambio de luminarias donde se perciba un bajo nivel de luz.
Este cambio se lo realizará en los
próximos 6 meses.
129
5.
La empresa se ha comprometido a crear un plan de manejo ambiental general de la planta,
con monitoreos de calidad de aire ambiente, ruido y otras posibles emisiones que sean nocivas al
medioambiente. Esto será tema de investigación para otras tesis y trabajos de índole universitaria y
de postgrado en mediano y largo plazo.
La empresa Panesa ha colaborado de modo muy abierto para los fines de la presente
investigación, por lo que se le agradece mucho su participación y apoyo.
130
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29. VACA, Stalin: Notas de Uso Eficiente de Energía en La Europea, Cuenca, 2001
30. VACA, Stalin: Uso Eficiente de Energía en la Fábrica Indurama, Cuenca, Enero, 2000.
132
ANEXOS
1.
HOJA TECNICA QUEMADORES CARLIN
2.
INFORMACION E.E.R.C.S
(Ver Carpeta de Anexos en el CD)
133