Análisis y evaluación para la determinación de la eficiencia

Análisis y evaluación para la
determinación de la eficiencia energética
en una piscicultura
Tesis presentada para optar al
Título de Ingeniero en Acuicultura.
Profesor Patrocinante: Dra. Sandra Bravo.
Instituto de Acuicultura.
KARINA ALEJANDRA OBANDO LLAN-LLÁN.
PUERTO MONTT, CHILE.
2013
AGRADECIMIENTOS
A empresas Trusal S.A. que ha permitido desempeñarme como
profesional dentro de sus instalaciones y han otorgado la oportunidad de
generar esta memoria de título, en especial al Sr. Jorge Mora, gracias por la
oportunidad, comprensión y paciencia.
A mis profesores que han apoyado en la realización de esta memoria de
título: Dra. Sandra Bravo, Ing. Civil Industrial Alex Cisterna, Mg. Alejandro
Sotomayor. Sin sus consejos no hubiera sido posible sacar adelante este
proyecto.
A los docentes que integran la escuela de Acuicultura y pesquerías, que a
lo largo de estos años nos han inculcado sus conocimientos, comprensión y
dedicación.
A mis padres, por creer en mí, por su apoyo incondicional en todo
momento y porque además han sido el pilar fundamental donde he sustentado
mis fuerzas para salir adelante.
A Dios, por haberme permitido llegar hasta esta última etapa y por
haberme ayudado a lograr mis objetivos.
Finalmente en esta etapa culmine de mi carrera profesional, estoy muy
conforme y feliz de haber logrado recorrer y sortear los diferentes obstáculos
que se han presentado a lo largo de este camino, los cuales me han hecho
crecer tanto como persona y como profesional. Y que finalmente me han
permitido recoger los frutos de este arduo trabajo: Conocimientos, experiencia
y verdaderas amistades que han de perdurar en el tiempo.
“Mucho mejor atreverse a hacer cosas grandes,
a obtener triunfos gloriosos,
aun cuando estén matizados con fracasos,
en vez de formar en las filas de aquellos pobres de espíritu
que ni gozan mucho,
ni sufren mucho,
porque viven en el crepúsculo gris que no conoce la victoria ni la derrota”
Theodore Roosevelt
Estadista estadounidense (1858 - 1919).
ÍNDICE
1. RESUMEN. .................................................................................................................... 1
2. INTRODUCCIÓN ........................................................................................................... 3
2.1.
Eficiencia energética y gestión de la energía. .................................................. 7
2.2.
Escenario energético en Chile. ....................................................................... 11
3. OBJETIVOS ................................................................................................................ 17
3.1.
Objetivo general. ............................................................................................... 17
3.2.
Objetivos específicos. ...................................................................................... 17
4. MATERIALES Y MÉTODOS. ...................................................................................... 18
4.1.
Etapas del diseño metodológico...................................................................... 18
4.2.
Aplicación de herramientas de gestión para la eficiencia energética: .......... 23
4.3.
Desarrollo de Soluciones: Recomendaciones. ............................................... 32
4.4.
Toma de decisiones. ......................................................................................... 34
5. RESULTADOS. ........................................................................................................... 35
5.1.
Análisis energético. .......................................................................................... 35
5.1.1. Descripción del consumo y el tipo de energía eléctrica instalada en centro
Guanaco Trusal S.A. ...................................................................................................... 35
5.2.
Valores y tendencias del consumo energético en el centro de cultivo. ........ 38
5.3.
Diagrama de flujos para cada etapa de proceso en centro de cultivo........... 41
5.3.1. Diagrama de procesos Sala de Incubación. ..................................................... 44
5.3.2. Diagrama de flujo procesos Sala de Primera Alimentación. ........................... 47
5.3.3. Diagrama de flujo de procesos Sala Alevinaje I. .............................................. 50
5.3.4. Diagrama de flujo procesos Sala Alevinaje II. .................................................. 51
5.4.
Detalles de producción en Guanaco, Trusal S.A. ........................................... 52
5.5.
Consumo energético y producción en el tiempo. ........................................... 54
5.6.
Costos asociados al consumo energético. ..................................................... 59
5.6.1.
Análisis de costos mensuales kWh. Centro Guanaco, Trusal S.A. ............... 60
5.7.
Análisis de gráficas de dispersión y correlación de las variables y
regresión………………………………………………………………………………………….61
5.7.1.
Consumo energético y producción de biomasa. ........................................... 61
5.7.2.
Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r). ...................................... 62
5.8.
Consumo energético y producción de biomasa por grupo de peces. .......... 63
5.8.1.
Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r)........................................... 65
5.9.
Consumo energético y costos asociados al consumo. ................................... 66
5.9.1.
Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r). .......................................... 67
5.10.
Índices de consumo energético – producción (KPI, Key Performance
Indicator)................................................................................................................................... 68
5.10.1. Análisis gráficos de barras para Índice de eficiencia energética. .................. 70
5.10.2. Análisis gráficos de barras para Índice de costos US$ asociado al consumo
energético….. ........................................................................................................................... 70
5.11.
Análisis gráfico de dispersión Índice de consumo y producción.................. 71
5.11.1. Análisis gráfico de dispersión Índice de costos asociado a la producción
(costos US$/kWh mensuales para producción (kg). ........................................................ 74
5.12.
Posibilidades de mejora en rentabilidad, propuesta de indicadores
energéticos............................................................................................................................... 75
5.12.1. Escenario de implementación. ............................................................................... 75
5.13.
Catastro de equipos. ................................................................................................ 78
5.14.
Gastos y ocurrencias de fallas, centro Guanaco. .............................................. 82
5.14.1. Diagrama de Pareto. ................................................................................................. 87
5.14.2. Diagrama de Ishikawa. ............................................................................................. 90
6. DISCUSIÓN. .......................................................................................................................... 93
7. RECOMENDACIONES. ....................................................................................................... 98
7.1.
Detección de mejoras y recomendaciones .......................................................... 98
7.2.
Elaboración de cartera de proyectos. ................................................................. 100
7.3.
Buenas prácticas de energía. ............................................................................... 101
8. CONCLUSIÓN. ................................................................................................................... 103
9. BIBLIOGRAFÍA. ................................................................................................................. 105
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Normativa AS/NZS 3598:2000. Detalle diagrama de flujo de los niveles
de auditorías para la eficiencia energética que se pueden aplicar en todos los
sectores productivos (Normativa australiana/neozelandesa). ............................... 10
Figura 2. Variación del PIB y el Consumo de Energía en los países de la OCDE y
en Chile. ............................................................................................................ 12
Figura 3. Consumo sectorial de energía, con un total de 255.130 Teracalorías. .. 14
Figura 4. PDCA o Ciclo de Deming. ..................................................................... 15
Figura 5. Diagrama de flujo para la aplicación de la metodología para la
determinación de eficiencia energética para el centro de alevinaje, Guanaco.
TRUSAL S.A. ........................................................................................................ 19
Figura 6. Ejemplo de Diagrama de flujo aplicado para el proceso de ingreso de
agua a una sala de cultivo, incluye el uso de caldera y chiller dentro del proceso,
con sus respectivas demandas energéticas. ......................................................... 24
Figura 7. Gráfico de consumo energético vs producción. ..................................... 25
Figura 8. Ejemplos de correlaciones para diferentes nubes de datos. ................. 26
Figura 9. Ejemplo gráfico de dispersión para Producción biomasa versus
Consumo energético, con análisis de regresión incorporado. ............................... 28
Figura 10. Ejemplo de indicador energético, el cual considera la cantidad de
energía demanda mensual (kWh) sobre la producción (kg) obtenida mensual. .... 30
Figura 11. Ejemplo de aplicación del Diagrama de Pareto. .................................. 31
Figura 12. Ejemplo de Diagrama de ISHIKAWA................................................... 32
Figura 13. Gráfico de consumo histórico periodo agosto 2011-mayo 2012 .......... 40
Figura 14. Diagrama de flujo de las etapas de cultivo que abarca el centro
Guanaco. ............................................................................................................... 41
Figura 15. Diagrama de flujo de los procesos energéticos de la Sala de
Incubación, Guanaco, Trusal S.A. ......................................................................... 44
Figura 16. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Primera
Alimentación, Guanaco, Trusal S.A. ...................................................................... 47
Figura 17. Diagrama de flujo de procesos energéticos Sala de Alevinaje I,
Guanaco, Trusal S.A. ............................................................................................ 50
Figura 18. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Alevinaje II.
Guanaco, Trusal S.A. ............................................................................................ 51
Figura 19. Biomasa producida agosto 2011-mayo 2012 v/s el consumo energético
del período. .......................................................................................................... 55
Figura 20. Diagrama de Ishikawa para deficiencia energética dentro del centro de
cultivo originada por 3 categorías. ......................................................................... 57
Figura 21. Gráfico de consumo energético y los costos asociados al período. .... 59
Figura 22. Detalle costos (peso chileno) por kWh mensual para el año 2011. ..... 60
Figura 23. Detalle costos (peso chileno) por kWh mensual para el año 2012. ..... 60
Figura 24. Detalle producción de biomasa en toneladas mensuales vs. el consumo
energético en kWh mensuales. ............................................................................. 61
Figura 25. Detalle producción de biomasa y consumo energético (kWh)
mensuales por grupo de peces obtenidos en Centro. ........................................... 63
Figura 26. Análisis de regresión para la variable de biomasa producida por grupo
de peces con aplicación de programa STATISTICA 7………………………...……64
Figura 27. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por
grupo y su demanda energética con la aplicación del programa STATISTICA
7……………………………………………………………………………………………65
Figura 28. Detalle gráfico de dispersión para las variables de consumo energético
y sus costos en peso chileno…………………………………………………………...66
Figura 29. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por
grupo y sus costos energéticos asociados a través de la aplicación del programa
STATISTICA 7………………………………………..………………………………….67
Figura 30. Índice de eficiencia energética mensual durante el periodo agosto
2011-mayo 2012 (kWh)/ kg biomasa producida durante el período…………….....70
Figura 31. Índice de costos (US$) asociados al consumo energético por concepto
de producción mensual durante el periodo agosto 2011-mayo 2012 (kWh) (US$)/
kg biomasa producida durante el período……………………………………….…....70
Figura 32. Índice de consumo energético mensual durante el periodo agosto
2011-mayo 2012 (kWh)/ kg biomasa producida durante el período………..….….71
Figura 33. Índice de costos energético mensual para el periodo agosto 2011-mayo
2012……………………………………………………………………...…………..……74
Figura 34. Detalle del consumo porcentual del total de equipos de consumo
permanente dentro del centro…………………………………………………………..81
Figura 35. Detalle de porcentajes de costos invertidos en insumos para diversas
categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación,
Desinfección, Alimentación y Chillers……………………………………..…………..84
Figura 36. Detalle de porcentajes de costos invertidos en servicios de mantención
para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como:
Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers…………………..……………..85
Figura 37. Detalle de porcentajes de costos totales invertidos en servicios de
mantención e insumos para diversas categorías energéticas de importancia dentro
del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers…...…86
Figura 38. Diagrama de Pareto con las principales causas de fallas energéticas
dentro del centro Guanaco……………………………………………..……………….87
Figura 39. Diagrama de Pareto para el ítem de oxigenación con sus respectivas
causas………………………………………….………………………………………....89
Figura 40. Detalle diagrama de Ishikawa creada para evaluar las posibles causas
que hacen deficiente el desempeño de los conos de oxigenación de Sala de
alevinaje 1………………………………………………………………………….…….90
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Detalle de exportaciones de salmón (ton) a lo largo de los años por
Subpesca……………………………………………………………..……………………5
Tabla 2. Detalle de exportaciones de salmón a los largo de los años por
Subpesca……………………………………………………………………………..……6
Tabla 3. Resumen y clasificación de documentación solicitada para realizar el
análisis energético dentro de la piscicultura…………………………………………..21
Tabla 4. Valores históricos de consumo eléctrico en centro Guanaco Trusal S.A.
período agosto 2011-mayo 2012………………………………………………………38
Tabla 5. Producción de grupo de peces durante el periodo agosto-diciembre
2011……………………………………………………………………………………….52
Tabla 6. Producción de grupo de peces durante el periodo enero-mayo 2012….53
Tabla 7. Indicadores de producción y consumo energético durante el período
agosto 2011-mayo 2012……………………………..………………………………….68
Tabla 8. Detalle índices de producción y eficiencia energética para los meses que
cumplen con los estándares de eficiencia energética……..…………………...……69
Tabla 9. Detalle de índice de consumo para la producción obtenida durante el
periodo de estudio……………………………………………………………………….72
Tabla 10. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el
mes de agosto del 2011………………………………………………………………..75
Tabla 11. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el
mes de septiembre del
2011……………………………………………………………………………………….76
Tabla 12. Aplicación de índice (2.87) para todo el periodo de estudio……………76
Tabla 13. Detalle de consumo kWh de equipos de prestación de servicio para las
unidades productivas…………………………………………………………………....78
Tabla 14. Detalle de equipos de uso permanente para unidades productivas…..79
Tabla 15. Detalle consumo doméstico en centro…………………………………….79
Tabla 16. Detalle de mantención y reparación de equipos. Período agosto 2011mayo 2012……………………………………………………………………………..…82
Tabla 17. Detalle de requerimientos aprobados de servicios para instalación y
mantención de los diferentes Ítems estudiados…………………………….………..83
Tabla 18. Estratificación de las causas de gastos e inversión del ítem oxigenación
…………………………………………………………………………….……….………88
Tabla 19. Medidas de ahorro de energía en sistemas de bombeo………………..98
Tabla 20. Medidas de ahorro de energía en motores……………………………….99
Tabla 21.Medidas de ahorro de energía en chillers…………………………………99
Tabla 22. Medidas de ahorro de energía en iluminación…………………………...99
1. RESUMEN.
El desarrollo actual y prospectivo de la industria en una economía abierta y globalizada, requiere
de acciones encaminadas a reducir costos y aumentar la competitividad. En la actualidad, la
empresa
TRUSAL S.A. ha visto cómo los costos energéticos han pasado de ser un factor
marginal en su estructura de costos a constituir un componente importante en los mismos. Por
ello surgió la necesidad de evaluar la eficiencia energética en la Piscicultura Guanaco, localizada
en la comuna de Peñaflor, en la Región Metropolitana. Para dicho propósito se estableció como
objetivo caracterizar el estado de eficiencia energética de la piscicultura, e identificar los factores
que influyen en la eficiencia energética de tal forma alcanzar el óptimo rendimiento del sistema
eléctrico en función de sus operaciones. El
análisis se basó en estudios disponibles sobre
eficiencia energética tales como: “Manual de Eficiencia Energética de la Industria Alimentos
Elaborados” (Chile), “Metodología de Eficiencia Energética para la Industria” (El Salvador).
Tomando como línea estructural la Norma Internacional AS/NSZ 3598:2000 de Australia y Nueva
Zelanda, y utilizando herramientas de gestión para el análisis estadístico de los datos. Como
resultados se entregaron indicadores que relacionan el consumo de energía con los volúmenes
de producción. Los sistemas de inyección de oxígeno por medio de conos fueron uno de los
componentes de mayor inversión y demanda eléctrica en la piscicultura Guanaco. Además de la
implementación de índices de consumo energético que sean capaces de normalizar la producción
dentro de rangos establecidos (puntos críticos), se recomienda establecer buenas prácticas de
eficiencia energética que abarquen todas aquellas acciones que permiten a la empresa hacer un
buen uso de los equipos, condiciones de proceso aptos para la correcta operación de
maquinarias y no generar esfuerzos que redundan en un excesivo uso de la energía. Para
terminar se concluye que para el éxito de un programa de ahorro de energía resulta
imprescindible el compromiso de la alta dirección de la empresa para lograr los objetivos
establecidos y poder generar ahorros tanto en el corto como en largo plazo.
Palabras claves: Eficiencia energética, índices de consumo, buenas prácticas.
1
ABSTRACT
The development of the salmon industry in an open and global economy, requires of directed
actions to reduce costs and to increase the competitiveness. At the present time, the company
TRUSAL S.A. it has seen how the costs of energy have pass from a marginal factor in their structure
of costs to constitute an important component in such. For that reason the necessity arose to evaluate
the energy efficiency, in the Hatchery
Guanaco, located in the commune of Peñaflor, in the
Metropolitan Region. For this purpose, one of the objective was characterize the state of the energy
efficiency in this hatchery , and to identify the factors that influence in the energy efficiency, and in
this way to reach the optimal performance of the electrical system based on their operations. The
analysis was based on studies available on power efficiency such as: “Manual of Energy Efficiency of
the Industry Elaborated Foods” (Chile), “Methodology of Energy Efficiency for the Industry” (El
Salvador). Taking like structural line the Norm the International AS/NSZ 3598:2000 of Australia and
New Zealand, and using tools of management for the statistical analysis of the data. As results it were
provided indicators that relate the energy consumption to the volumes of production. The systems of
oxygen injection by means of cones were one of the components of greater investment and electrical
demand in the analyzed of the hatchery Guanaco. In addition to the implementation of indices of
energy consumption that are able to standardize the production within established ranges (critical
points), it is recommended to establish good practices of energy efficiency that they include all those
actions that allow the company to make a good use of the equipment, conditions of process suitable
for the correct operation of machineries and not to generate efforts that result in an excessive use of
the energy. Finally, it was concludes that for a successful program of energy saving the commitment is
essential from the high direction of the company to obtain the established goals and to be able to
generate savings in the short and in the long term.
Keywords: Energetic efficiency, consumption rates, good practices.
2
2. INTRODUCCIÓN
La acuicultura se ha convertido en la actividad de producción de alimentos
con mayor crecimiento a nivel mundial. Desde una producción menor al millón
de toneladas a comienzos de los sesenta, pasó a más de 50 millones a fines de
la primera década del siglo XXI, con un valor apropiado de 80 mil millones de
dólares. Estas cifras revelan que la acuicultura está creciendo a un ritmo mayor
que otros sectores de producción de productos de origen animal, incluyendo la
pesca de captura cuyo crecimiento cesó a mediados de la década de los
ochentas. En cuanto a la acuicultura, la producción acuícola mundial, entre el
2004 y 2006, ha crecido de manera significante con un 6,1% en volumen y del
11,0% en valor (Oldepesca, 2012).
La importancia de cubrir las necesidades alimentarias de la población
aumenta rápidamente y con ello, la necesidad de hacerlo de una manera
sustentable. En el ámbito económico, la acuicultura representa una actividad de
gran importancia, ya que constituye una fuente de empleo y una fuente de
divisas (Cibnor, 2012).
Por otro lado, la acuicultura en Chile ha generado mayor desarrollo en el
área de cultivo de peces, llegando a ser el segundo productor mundial de
salmones después de Noruega. Al igual que lo mencionado anteriormente, el
importante desarrollo de la Salmonicultura se justificó desde un principio por la
imperiosa necesidad de disminuir la presión sobre los recursos pesqueros, los
3
cuales estaban sufriendo una importante sobreexplotación por el incremento en
su demanda para el consumo humano; además de esto, se le considera una
actividad que podría frenar las migraciones y fomentar el desarrollo regional.
Así evolucionó la actividad con un relativo auge tardío si es comparada con
otras actividades como la minería, el sector forestal o el sector pesquero en su
sentido más amplio (no incluyendo al subsector acuícola), que son las
actividades más importantes en la economía chilena (Maldonado, 2005).
Esta actividad, después de muchos intentos fallidos con el propósito de
encontrar el lugar adecuado para su producción, se ha desarrollado en la X y XI
región de Chile, debido a las importantes ventajas comparativas naturales que
tienen estas regiones para el cultivo de Salmón. Dichas ventajas dicen relación
con las condiciones ecológicas y ambientales, principalmente de los cuerpos de
agua y la mano de obra barata existentes en dichas regiones, junto con un
sector pesquero importante en otras regiones del país que provee de alimento a
los salmones a muy bajo costo. Además de esto, se dispone de las necesarias
condiciones macro-económicas y de apertura comercial en el país lo que
facilitan la llegada de inversiones extranjeras. A ello se suma la débil legislación
en cuanto a protecciones y fiscalizaciones que existían y actualmente existen
en materia de cuidado al medioambiente (Maldonado, 2005).
Sin embargo, en lo que concierne a las exportaciones, la salmonicultura
chilena ha tenido altos y bajos, marcados por crisis financieras, virus ISA y la
4
reestructuración de las legislaciones y normativas sanitarias, lo que en los
últimos años ha logrado restablecer el mercado. Según un informe elaborado
por InfoTrade1, Japón se consolidó como principal destino de envíos de
salmones y truchas chilenos durante 2011. En segundo lugar se ubicó Estados
Unidos, con envíos por USD 704 millones, es decir, un 58% más que en 2010.
Luego se ubicaron América latina, con exportación de salmónidos por USD
414
millones;
y
la
Unión
Europea
(UE),
por
USD
113
millones.
En tanto, al continente asiático -exceptuando a Japón- se realizaron envíos
por USD 300 millones durante el año pasado, una cifra que evidencia un
aumento
del
96%
con
respecto
a
2010.
El monto total ingresado durante 2011 supera la cifra alcanzada en los
mejores años de la industria: 2007, cuanto las exportaciones llegaron a USD
2.241 millones, y 2008, cuando se exportó por USD 2.392 millones.
El informe de InfoTrade precisa que el precio promedio que alcanzaron los
salmónidos chilenos en los distintos mercados aumentó un 8,7%, al pasar de
USD 6,93 en 2010 a USD 7,59 en 2011 (Visión acuícola, 2012).
Tabla 1. Detalle de producción de salmón cosechado a lo largo de los años por SalmonChile.
Fuente: Subpesca, 2013.
Exportaciones
Años
SalmonChile
(Ton)
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
342,407
504,422
482,392
488,256
569,146
614,139
647,263
InfoTrade1. Servicio de inteligencia comercial de información y consultoría para la
internacionalización de mercados. (Infotrade.com).
5
Tabla 2. Detalle de producción de salmón cosechado a los largo de los años por SalmonChile.
Fuente: Subpesca, 2013.
Exportaciones
Años
SalmonChile (Ton)
2007
2008
2009
2010
2011
2012
600,835
630,647
473.579
423.121
613.219
804.000
Por otro lado, a pesar de la gran industrialización de la salmonicultura y la
gran tecnología empleada en los sistemas de producción, el beneficio
empresarial es el objetivo de toda actividad económica privada. El recorte de
costos, en particular los de componente fijo o semifijo, se convierte en un arma
estratégica para aumentar la competitividad, la rentabilidad y el éxito de la
empresa a medio y largo plazo.
No obstante, antes de encaminar los pasos para lograr reducir los costos,
es necesario detenerse a pensar en cuáles son las variables sobre las que se
deberá actuar para conseguir mayor eficiencia para la producción de la
empresa. Por ello, respecto a las instalaciones industriales, se debe tener en
cuenta que una de las variables más importante es el elevado consumo
energético a la cual se está sometido para mantenerlas. El ahorro energético
que se puede conseguir con una combinación de actuaciones sobre diferentes
puntos ayudará al gestor a reducir los costos, incrementar la rentabilidad de la
empresa y, a su vez, a conseguir una mejora en los efectos ambientales
generados por la actividad productiva.
6
Los requerimientos de una de las grandes empresas como TRUSAL S.A
se direccionan a reducir el consumo energético, puesto que es una de las
variables que influyen significativamente los altos costos variables de la
empresa.
Ante esta necesidad, surge la posibilidad de evaluar los costos de
consumo energéticos en uno de sus centros de cultivo de agua dulce,
específicamente, en el centro de alevinaje Guanaco, ubicado en la comuna de
Peñaflor, en la región Metropolitana.
2.1.
Por
Eficiencia energética y gestión de la energía.
eficiencia
energética
se
entiende el
conjunto
de
actividades
encaminadas a reducir el consumo de energía en términos unitarios, mejorando
la utilización de la misma, con el fin de proteger el medio ambiente, reforzar la
seguridad del abastecimiento y crear una política de eficiencia energética. Se
trata de utilizar mejor la energía. El objetivo de una política de eficiencia
energética es fomentar comportamientos, métodos de trabajo y técnicas de
producción que consuman menos energía.
Para una correcta gestión energética es necesario conocer los aspectos
que determinan cuáles son los elementos más importantes a la hora de lograr la
optimización
energética,
conocimiento
que
nos
permita
un
mejor
aprovechamiento de nuestros recursos y un ahorro tanto en el consumo como en
7
el dimensionamiento de las instalaciones.
El consumo de energía como una variable más dentro de la gestión de un
negocio, adquiere relevancia cuando de esa gestión se pueden obtener ventajas
que se traducen directamente en ahorros reflejados en la cuenta de resultados.
Un estudio pormenorizado de los consumos y demandas energéticas
indicará las variables sobre las que hay que actuar prioritariamente, a fin de
conseguir la mayor efectividad con el menor esfuerzo económico.
Según la Norma Australiana – Neozelandesa (AS/NZS 3598:2000), el
diagnóstico energético, es un análisis que permite reconocer las ineficiencias que
presenta un sistema en un tiempo determinado.
Las Auditorías Energéticas son investigaciones acerca del uso de energía en
un sistema determinado. Éstas permiten la identificación del uso de la energía y
los costos asociados y son capaces de suministrar información organizada para
la toma de decisiones (Standard Australian International, Standard New Zealand;
SAI GLOBLAL).
El primer objetivo general de la Norma AS/NZS 3598-2000 es proporcionar
una guía metodológica para el diagnóstico de la eficiencia energética en una
organización, permitiendo al usuario conocer el nivel de Auditoría que debe
realizar de acuerdo a las necesidades de información del usuario. Además, de
entregar una guía para la puesta en marcha de Auditorías energéticas y una
base uniforme para la preparación de propuestas de manera que puedan ser
8
comparables entre sí. El segundo objetivo general de esta norma es determinar
las mejores prácticas para los auditores de energía, apoyar con la contribución
y establecimientos de programas de gestión energética y contribuir a la calidad
de la energía y sus vínculos con otros sistemas de gestión (Standard Australian
International, Standard New Zealand; SAI GLOBLAL). Ésta norma utiliza dos
términos de aplicación: Normativo e Informativo. El apéndice normativo se
refiere a una parte integrante de la Norma para la cual existe una aplicabilidad
de la misma; en cambio el apéndice informativo sirve de guía y orientación para
los usuarios de esta Norma (Silva, 2010).
9
Figura 1. Normativa AS/NZS 3598:2000. Detalle diagrama de flujo de los niveles de auditorías para la eficiencia
energética que se pueden aplicar en todos los sectores productivos (Normativa australiana/neozelandesa).
Fuente: SAI GLOBAL, 2000.
10
2.2.
Escenario energético en Chile.
Chile posee algunas políticas y metas directamente relacionadas con el
uso eficiente de la energía, que son los pilares establecidos el año 2010 por el
Ministerio de Energía: energía a precios competitivos, procurar que todos
tengan acceso a la energía y, que ésta sea amigable con el medio ambiente.
Asimismo, dentro de las metas 20/20 del país, establecidas por el gobierno se
indica que si se toma como base el año 2007, para el 2020 Chile deberá
reducir en un 20% sus emisiones de dióxido de carbono (CO2 es un gas de
efecto invernadero) y, contar con el 20% de la matriz eléctrica con generación
proveniente de energías renovables. Ambas están relacionadas con eficiencia
energética.
Recientemente, Chile se insertó en el concierto internacional de un grupo
selecto de países miembros de la Organización para la Cooperación y el
Desarrollo Económico (OCDE). En la figura n°1.se muestra la relación entre el
Producto Interno Bruto (PIB) y el consumo de energía. En esta se encuentra la
relación entre estas variables de países pertenecientes a la OCDE, con
economías más desarrolladas y diversificadas que la nuestra, en que ambas
curvas están “desacopladas”; el PIB no depende en una relación “uno a uno”
de la energía. Además, se muestra el caso de Chile como un opuesto, en que
las curvas del PIB y del consumo de energía se siguen mutuamente año tras
año, es decir, están “acopladas”. El desacople se producirá a través de la
11
implementación de políticas y programas de eficiencia energética (AChEE y
Chilealimentos A.G, 2010).
Figura 2. Variación del PIB y el Consumo de Energía en los países de la OCDE y en Chile.
Fuente: Balance Nacional de energía (BNE), 1971 – 2008 (Año 1971: base 100). AChEE y
Chilealimentos A.G, 2010.
Así, en enero de 2012, el gobierno planteó una planificación estratégica de
energía para los próximos 20 años, indicando que no solamente se desea más
energía, sino que ésta también sea una energía segura, limpia y económica.
Para ello, se ha hecho un compromiso con la eficiencia energética como el
punto de partida de esta estrategia y contempla un programa a 20 años para
desacoplar el crecimiento económico del consumo de energía. Así, se está
planteando una meta de desviar el 12% al año 2020, que habría significado el
consumo de energía sin esta nueva campaña de eficiencia energética, que
implica ahorrar una cantidad de energía equivalente a más de 1.100
megawatts instalados (AChEE y Chilealimentos A.G, 2010)
12
Esta estrategia se basa en un conjunto de ocho pilares:
1) Eficiencia energética (EE).
2) Generación a partir de energías renovables no convencionales (ERNC).
3) Incrementar la participación de la hidroelectricidad (de un 34% a cifras entre
el 45 y el 50%).
4) Nuevas normas de emisiones para empresas termoeléctricas (con
estándares de la OCDE).
5) Asegurar el suministro de energía, mejorar la capacidad y tecnología de las
líneas de transmisión.
6) Un mercado eléctrico más transparente y competitivo.
7) La integración regional. Una interconexión eléctrica con países de América
Latina.
8) Perfeccionar nuestra legislación institucional e institucionalidad ambiental.
La distribución del consumo energético nacional en teracalorías y términos
porcentuales, según el Balance Nacional de Energía (BNE) del año 2010, se
muestra en la Figura n° 2. Claramente se observa la gran importancia del
sector industrial y minero, con un 38% del consumo total, incluyendo al sector
alimenticio (AChEE y Chilealimentos A.G, 2010).
13
Figura 3. Consumo sectorial de energía, con un total de 255.130 Teracalorías.
Fuente: AChEE y Chilealimentos A.G, 2010 (Manual de eficiencia energética
Chilealimentos).
Por lo anterior, actualmente en Chile La Agencia Chilena de Eficiencia
Energética (AChEE) y la Asociación de Empresas de Alimentos de Chile,
Chilealimentos A.G., han creado un manual de Eficiencia Energética para la
Industria de los Alimentos Elaborados, lo que por su contenido y metodología
puede ser aplicable a cualquier tipo de industria con el fin de impulsar el
desarrollo de herramientas para el uso eficiente de la energía que permitan
mejorar la productividad y competitividad del sector.
Es importante destacar además que esta guía cuenta con la incorporación
de la ISO 50001, la cual es una normativa estándar internacional desarrollada
por ISO (Organización
Internacional
de
Normalización),
donde
se
establecen los requisitos para el establecimiento de un sistema de gestión de
energía. Esta normativa es de aplicación en todo tipo de empresas y
organizaciones, grandes o pequeñas tanto del ámbito público o privado, que
se dediquen a la provisión de servicios o a la elaboración de productos y
14
equipos (Sigweb, 2010). Basada en el procedimiento de mejoramiento
continuo: Planificar-Hacer-Verificar-Actuar (PDCA).
Figura 4. PDCA o Ciclo de Deming, es una estrategia de mejora continua de la calidad en cuatro
pasos, basada en un concepto ideado por Walter A. Shewhart. También se denomina espiral
de mejora continua. Es muy utilizado por los Sistemas de Gestión de Calidad (SGC).
Fuente: Walton, M. et al, 2004.
Sus principales características son:
 Establecer una política energética.
 Asignar claras responsabilidades.
 Desarrollar una revisión energética.
 Establecer línea base.
 Identificar indicadores energéticos adecuados.
 Establecer objetivos y metas.
 Crear un sistema de control documental.
 Comunicar internamente el desempeño energético y del Sistema de Gestión
de Energía (SGE).
 Generar especificaciones para evaluar energéticamente los nuevos
diseños.
15
 Generar especificaciones para compras.
Con lo anterior se puede generar una guía metodológica de análisis de
eficiencia energética que permita utilizar diversas herramientas tales como:
la norma neozelandesa AS/NZS 3598-2000, el “Manual de Eficiencia
Energética Para Alimentos Elaborados” y finalmente ISO 50001, con la
incorporación de elementos del mejoramiento continuo (Ciclo PDCA, Deming)
con la finalidad de obtener una evaluación integra del consumo energético en
función de los procesos productivos, generando un plus a la competitividad de
la empresa por medio de la implementación de herramientas de calidad y
gestión. Con ello se dispondrá de una secuencia de mejoras que sea
aceptable y entendible por todos aquellos responsables de entender
dichos problemas para así implementar un control o una mejora que
facilite el control y normalice los criterios.
16
3. OBJETIVOS
3.1.

3.2.

Objetivo general.
Determinar eficiencia energética dentro de una piscicultura.
Objetivos específicos.
Analizar el nivel de información existente en la organización, la
formación interna y la política de empresa en el ámbito de la eficiencia
energética.

Analizar el consumo y la distribución energética de las instalaciones
dentro de la piscicultura.

Identificar los factores que influyen en la eficiencia energética con
objeto de alcanzar el óptimo rendimiento.

Analizar los costos en función del consumo energético de las
instalaciones estudiadas.

Formular mejoras y recomendaciones basadas en la inspección de la
piscicultura y en revisión bibliográfica.
17
4. MATERIALES Y MÉTODOS.
4.1.
Etapas del diseño metodológico.
El desarrollo de este estudio energético, por su carácter y alcance, se
basa en un proceso similar al de una consultoría, ya que para su realización
se debe recurrir a información obtenida de la empresa acerca de los procesos
internos que se encuentran en operación en los períodos de estudio. Una vez
obtenido la información, se puede comenzar con el paso de análisis de los
datos y posteriormente las conclusiones y recomendaciones.
Por lo anterior, el Diseño Metodológico se encuentra basado en
herramientas de gestión de calidad para la eficiencia energética (Monteagudo
et al, 2005), en el “Manual Para la Eficiencia Energética Para la Industria de
los Alimentos Elaborados” el cual incorpora el ciclo de Deming como
mecanismo de optimización y mejora continua de los procesos energéticos,
de tal forma que no genere cambios abruptos dentro de la empresa. Junto con
ello la norma ISO 50001, lo que por su contenido y metodología puede ser
aplicable a cualquier tipo de industria con el fin de impulsar el desarrollo de
herramientas para el uso eficiente de la energía que permitan mejorar la
productividad y competitividad del sector.
18
Además, durante este proceso se contó con los lineamientos de la Norma
de Eficiencia Energética AS/NZS 3598:2000 (SAI GLOBAL, 2000) con el
objetivo de lograr una integración y potenciación entre ambos métodos.
Las etapas del Diseño Metodológico corresponden a las siguientes:
Definición del Problema, Recopilación de Datos, Análisis de la Información,
Desarrollo de Soluciones e Impacto en el Costo.
Figura 5. Diagrama de flujo para la aplicación de la metodología para la determinación de eficiencia
energética para el centro de alevinaje, Guanaco. TRUSAL S.A.
Fuente: Elaboración propia a través del software Edrawmax.
19
a) Definición del Problema:
Para la definición del problema, se establecieron reuniones presenciales
con los profesionales de TRUSAL S.A para conocer, de manera global, los
procesos de producción que utilizan energía
y así poder establecer los
objetivos generales, específicos con el respectivo alcance del estudio a
aplicar. Una vez definido lo anterior, se procedió a establecer los plazos
estimados del proyecto.
b) Recopilación de Datos:
Para la recolección de los datos se presentaron dos vías. La primera fue a
través de la información entregada directamente por la empresa en estudio y
la segunda fue obtenida a través de una inspección en terreno a los procesos
de manufactura de la organización. Los datos recopilados abarcaron un
periodo de un año, comenzando en Agosto del 2011 hasta Agosto del 2012.
c) Datos solicitados a la empresa de manera directa:
Para el desarrollo del estudio de eficiencia energética se solicitó a la
empresa información de calidad primaria, es decir, información perteneciente a
la empresa y que no haya sido analizada por terceros.
La información solicitada para este estudio se basó en los requisitos de
Auditorías energéticas de nivel 1 que señala la norma Australiana –
Neozelandesa de Eficiencia Energética AS/NZS 3598:2000, en conjunto con
información anexa necesaria para llevar a cabo el estudio. La información que
se solicitó a la empresa para este estudio fue la siguiente:
20

El consumo total de todos los medidores de energía eléctrica para un
período de 12 meses. Si no estaba disponible esa información, se debía
asumir y analizar la información dispuesta por la empresa.

Planos eléctricos unilineales y cuadros de carga del proceso
productivo.

El uso de las líneas de energía eléctrica que se encuentran
operativas en todo el año y señalar cuáles son de carácter estacional (por
temporada).

Registro de fallas eléctricas, mantención de equipos y/o inversiones
aplicadas en equipos eléctricos durante el periodo solicitado para el análisis.

Informes de producción mensual con respecto a biomasa de peces
producida en el centro.
Tabla 3. Resumen y clasificación de documentación solicitada para realizar el análisis energético
dentro de la piscicultura tiene relación con lo estipulado en la Norma internacional de Auditorías
energéticas en el nivel 1(AS/NZS 3598:2000).
Fuente: Elaboración propia base a información solicitada.
21
d) Información obtenida por inspección en terreno:
Corresponde a lo realizado y elaborado en las visitas realizadas en el
período de estudio a la piscicultura Guanaco, ubicada en la comuna de
Peñaflor, Región metropolitana.
Para obtener y verificar que los datos obtenidos sean relevantes, se debe
resumir y esquematizar el tipo y fuente de la información en cada etapa de las
visitas a la piscicultura, llevando una bitácora por cada inspección en terreno.
La información obtenida en este sub ítem tiene relación con:

Determinar los procesos efectuados en cada sala de producción.

Levantamientos de equipos eléctricos de cada sala de producción e
involucrados en los procesos productivos, considerando además unidades
complementarias como: oficina, casino, etc.

Determinar uso y estacionalidad de equipos eléctricos involucrados.
e) Análisis de la Información:
Se realizó en base a la información recolectada en la etapa anterior. Una
parte de la información recolectada es de carácter histórica, donde se solicita
información de 12 meses de producción. El período de Recolección de datos
es entre los meses de Agosto del 2011 hasta Mayo del 2012.
f)
Clasificación de la Información:
En esta etapa se ordenó y resumió la información y/o documentos. Para
ello se clasificó la información por las siguientes categorías: Energía,
22
Producción de biomasa e Información Complementaria. Con lo cual se
realizarán análisis de forma individual e integral a los datos pertenecientes a
cada una de ellas. Esto se realizó a través de una Lista de Chequeo.
4.2.
Aplicación de herramientas de gestión para la eficiencia
energética:
a)
Consumo y utilización de energía:
El objetivo de este sub ítem fue resumir de manera estadística y con el
apoyo de herramientas gráficas, tales como gráficos de las variables a
estudiar, los perfiles de consumo para la energía asociada a la piscicultura
durante el periodo de operación estimado para el estudio. A ello se le incluirá
los perfiles de carga eléctrica de cada insumo asociado a la producción.
b)
Diagrama energético-productivo:
Esta herramienta consistió en desarrollar el flujograma del proceso
productivo, agregándole todas las entradas y salidas de materiales (incluidos
residuos) y de energía, con sus magnitudes características para los niveles de
producción típicos de la empresa.
23
Figura 6. Ejemplo de Diagrama de flujo aplicado para el proceso de ingreso de agua a una
sala de cultivo, incluye el uso de caldera y chiller dentro del proceso, con sus respectivas
demandas energéticas.
Fuente: Elaboración propia.
La utilidad del Diagrama Energético – Productivo, es que muestra la
relación entre las diferentes etapas del proceso productivo y las etapas mayores
consumidoras por tipo de energético, muestra donde se encuentran
concentrados los rechazos de materiales y los efluentes energéticos no
utilizados, muestra las posibilidades de cambio en la programación del proceso
o introducción de modificaciones básicas para reducir los consumos
energéticos. Facilita el establecimiento de indicadores de control por áreas,
procesos y equipos mayores consumidores. Permite determinar la producción
de la empresa.
24
c)
Gráfico de consumo y producción en el tiempo: Gráfico de
barras:
Gráfico que muestra la variación simultánea del consumo energético con
la producción realizada en el tiempo. El gráfico se realiza para cada portador
energético importante de la empresa: Consumo energético, por ejemplo, y
puede establecerse a nivel de empresa, área o equipos.
Figura 7. Gráfico de consumo energético vs producción.
Fuente: Elaboración propia.
La utilidad de los gráficos E-P vs. T (Energía – Producción vs. Tiempo),
(figura 7) radica en la muestran de períodos en que se producen
comportamientos anormales de la variación del consumo energético con
respecto a la variación de la producción.
Permiten identificar causas o factores que producen variaciones
significativas de los consumos
25
d)
Diagramas de dispersión y correlación:
Gráfico que muestra la relación entre 2 parámetros. Su objetivo es mostrar
en un gráfico x,y si existe correlación entre dos variables, y en caso de que
exista, qué carácter tiene esta.
Figura 8. Ejemplos de correlaciones para diferentes nubes de datos.
Fuente: Elaboración propia.
La utilidad de los diagramas de dispersión y correlación, es que muestra
con claridad si los componentes de un indicador de control están
correlacionados entre sí y por tanto si el indicador es válido o no.

Permite establecer nuevos indicadores de control.

Permite determinar la influencia de factores productivos de la
empresa sobre las variables en cuestión y establecer nuevas variables de
control.
26
e)
Diagramas de Dispersión de consumo – producción:
Para las empresas industriales y de servicios, realizar un diagrama de
dispersión de la energía usada por mes u otro período de tiempo con respecto a
la producción realizada o los servicios prestados durante ese mismo período,
revela importante información sobre el proceso.
Este gráfico de energía vs. producción puede también realizarse por tipo
de portador energético, y por áreas, considerando en cada caso la producción
asociada al portador en cuestión. Por ejemplo: una fábrica de helados graficará
el consumo de combustible o electricidad versus las toneladas de helados
producidas, mientras que en un hotel turístico se puede graficar el consumo de
electricidad o de gas versus los cuartos-noches ocupados.
La utilidad de los Diagramas de Energía vs. Producción, es determinar en
qué medida la variación de los consumos energéticos se deben a variaciones
de la producción. Mostrar si los componentes de un indicador de consumo de
energía están correlacionados entre sí, y por tanto, si el indicador es válido o
no.
27
Figura 9. Ejemplo gráfico de dispersión para Producción biomasa versus Consumo
energético, con análisis de regresión incorporado.
Fuente: Elaboración propia.
Después de recolectados los datos de consumo de energía y producción
asociada para un mismo periodo de tiempo (día, mes, año), se gráfica los pares
(Energía, Producción) utilizando el programa de hojas de cálculo, Microsoft
Excel. Posterior a ello se determina el coeficiente de correlación o de Pearson
entre Energía y Producción con un software estadístico llamado STATISTICA 7.
f)
Coeficiente de Pearson:
Este coeficiente de correlación es una medida que indica la situación
relativa de los mismos sucesos respecto a las dos variables que se están
estudiando, es decir, son la expresión numérica que nos indica el grado de
relación existente entre
2 variables y en qué medida se relacionan. Son
números que varían entre los límites +1 y -1. Su magnitud indica el grado de
asociación entre las variables; el valor r = 0 indica que no existe relación entre
las variables; los valores iguales a 1 son indicadores de una correlación
perfecta positiva (al crecer o decrecer X, crece o decrece Y) o negativa (Al
crecer o decrecer X, decrece o crece Y).
28
Una vez que se ha calculado el coeficiente de correlación, se traza la recta
que más se ajuste a los puntos situados en el diagrama o línea de tendencia
generada en la hoja de cálculo de Microsoft Excel.
g)
Índices de consumo energético – producción (KPI, Key
Performance Indicator):
KPI, del inglés Key Performance Indicators, o Indicadores Clave de
Desempeño, miden el nivel del desempeño de un proceso, enfocándose en el
"cómo" e indicando el rendimiento de los procesos, de forma que se pueda
alcanzar el objetivo fijado por la empresa.
Para las variables analizadas: Energía, Producción, se establecerán
indicadores de rendimiento, cómo lo establece la norma AS/NZS 3598:2000
para la Intensidad Energética. Con el objetivo de establecer y conocer los
parámetros del uso de la energía sobre la producción asociada y realizada por
la planta. Las unidades dimensionales de estos indicadores dependerán de la
unidad de la variable estudiada.
29
Figura 10. Ejemplo de indicador energético, el cual considera la cantidad de energía demanda
mensual (kWh) sobre la producción (kg) obtenida mensual.
Fuente: Elaboración propia.
h)
Diagrama índices de consumo energético – producción:
El diagrama a aplicar en este sub ítem corresponde a gráficos de
dispersión, con el fin de visualizar y analizar el comportamiento de los índices
de desempeño de las variables estudiadas.
i)
Diagrama de Pareto:
Los diagramas de Pareto son gráficos especializados de barras que
presentan la información en orden descendente, desde la categoría mayor a la
más pequeña en unidades y en porciento. Los porcentajes agregados de cada
barra se conectan por una línea para mostrar la suma incremental de cada
categoría respecto al total. El diagrama de Pareto es muy útil para aplicar la Ley
de Pareto o Ley 80 – 20, que identifica el 20% de las causas que provoca el
80% de los efectos de cualquier fenómeno estudiado.
La utilidad del diagrama de Pareto es la de identificar y concentrar los
esfuerzos en los puntos clave de un problema o fenómeno como puede ser; los
mayores consumidores de energía de la fábrica, las mayores pérdidas
energéticas o los mayores costos energéticos, la de predecir la efectividad de
una mejora al conocer la influencia de la disminución de un efecto al reducir la
30
barra de la causa principal que lo produce, y la de determinar la efectividad de
una mejora comparando los diagramas de Pareto anterior y posterior a la
mejora.
Figura 11. Ejemplo de aplicación del Diagrama de Pareto, para visualizar los costos de calidad
asociados a diversas fallas encontradas para un problema X, de una empresa X.
Fuente: Walton, M. et al, 2004.
j)
Diagrama ISHIKAWA:
El Diagrama de ISHIKAWA o diagrama Causa – efecto, es una forma
de representar u organizar las diferentes teorías propuestas sobre las causas
de un problema. Lo que permite, por tanto, lograr un conocimiento común de
un problema complejo, sin ser nunca sustitutivo de los datos.
Pasos a seguir para la construcción del Diagrama de ISHIKAWA:
1.
Definir el problema que se quiere solucionar.
2.
Hacer una lluvia de ideas de todas las posibles causas del problema.
3.
Organizar los resultados de la lluvia de ideas en categorías
racionales.
31
4.
Construir un diagrama de Causa – efecto que muestre de manera
precisa las relaciones entre todos los datos de cada categoría.
Figura 12. Ejemplo de Diagrama de ISHIKAWA, para la aplicación y determinación de un
problema X, donde se establecen diversos factores con las respectivas causas generadoras del
problema.
Fuente: Elaboración propia con aplicación de software Edrawmax.
4.3. Desarrollo de Soluciones: Recomendaciones:
En la etapa de Desarrollo de Soluciones, existen dos sub-etapas que son
consecutivas y estrechamente relacionadas: Identificación de las ineficiencias
energéticas y la Descripción de oportunidades de mejora para el Proceso
Productivo del centro de cultivo Guanaco de TRUSAL S.A. Dichas
recomendaciones se encontrarán basadas en los siguientes estudios:
“Programa de Eficiencia Energética” del Consejo Nacional de Energía.
Ministerio de Economía de la República de El Salvador Banco Interamericano
de Desarrollo, para la identificación de ineficiencias y mejoras, mientras que,
para la implementación de un plan de buenas prácticas se utilizará el “Manual
de eficiencia energética en la industria de alimentos elaborados” de la
32
Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AC hEE) y la Asociación de
Empresas de Alimentos de Chile, Chilealimentos A.G.
a)
Identificación de las ineficiencias energéticas:
La identificación de ineficiencias energéticas se basó en los resultados
expuestos en análisis de resultados, análisis de los datos obtenidos por
Inspección en terreno. De acuerdo a lo anterior, la identificación de las
ineficiencias
contempló
la integración
del
“Programa
de
Eficiencia
Energética” del Consejo Nacional de Energía. Ministerio de Economía de la
República de El Salvador Banco Interamericano de Desarrollo, y la
participación de expertos en la materia para apoyar en temas de carácter
técnico.
b)
Descripción de oportunidades de mejora y recomendaciones
energéticas para la planta:
Una vez determinadas las causas que generan ineficiencia, se elaboran
oportunidades de mejora atribuible a los problemas detectados clasificándose
según su orden de significancia para el proceso productivo. Para tales efectos
se contó con el “Manual de eficiencia energética en la industria de
alimentos elaborados” de la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AC
hEE) y la Asociación de Empresas de Alimentos de Chile, Chilealimentos A.G,
considerando además la participación de técnicos y expertos solicitados en el
análisis de los resultados.
33
4.4. Toma de decisiones:
A partir de la información generada a través del estudio aplicado a los
diversos sistemas, la empresa podrá generar criterios con base bibliográfica y
empírica que permitan generar decisiones adecuadas tanto para el sistema en
estudio como para otras instalaciones de la empresa.
34
5. RESULTADOS.
5.1. Análisis energético.
5.1.1.
Descripción del consumo y el tipo de energía eléctrica
instalada en centro Guanaco Trusal S.A.
La energía eléctrica utilizada por la empresa es suministrada por
la
empresa CGE DISTRIBUCIÓN, la cual desarrolla la actividad de distribución
de energía eléctrica en la zona sur de la Región Metropolitana y en las
regiones VI, VII, VIII y IX del país.
En conformidad a lo dispuesto en la Ley Eléctrica vigente en Chile, las
tarifas de distribución para los clientes finales son fijadas cada cuatro años por
el Ministerio de Economía. Esta fijación se realiza en base a estudios
encargados a consultores expertos, tanto por las empresas como por la
Comisión Nacional de Energía (CNE), que es el organismo regulador del
sector energético chileno. Las fórmulas tarifarias quedan establecidas a través
de un Decreto del Ministerio de Economía, en el cual se incluyen las diversas
modalidades de tarifas reguladas a las que pueden optar libremente los
clientes
La tarifa eléctrica a la cual la empresa está suscrita, corresponde a la AT3. En esta tarifa se separan los cobros por energía y potencia. Tanto la
energía como la potencia demandada son medidas a través de un medidor
35
con registrador de demanda máxima. La tarifa AT corresponde a suministro de
voltaje de Alta Tensión (Sobre 400 volts). La tarifa está compuesta por los
siguientes cargos:
a)
CARGO FIJO MENSUAL:
Este cargo cubre costos tales como lectura, facturación, reparto y
cobranza de las boletas, que no tienen relación con el consumo. Este cargo se
aplica incluso si el consumo es nulo.
b) CARGO POR ENERGÍA:
Se obtiene multiplicando los kWh registrados en el medidor durante el
período de facturación por el precio unitario de la energía.
c) CARGO POR DEMANDA MÁXIMA:
Se calcula multiplicando la demanda máxima de facturación por el precio
unitario correspondiente. Se considera demanda máxima de facturación del
mes, la más alta que resulte de comparar la demanda máxima leída en el mes
con el promedio de las dos más altas demandas registradas en aquellos
meses que contengan horas de punta dentro de los últimos 12 meses, incluido
el mes que se factura.
d) CONSUMO “PRESENTE EN PUNTA”:
El precio unitario del cargo por potencia varía su valor según su grado de
utilización en horas de punta. Se entiende que la demanda leída está siendo
usada manifiestamente durante las horas de punta cuando el cociente entre la
36
demanda media del cliente en horas de punta y la potencia contratada es igual
o superior a 0,5.
e) CONSUMO “PARCIALMENTE PRESENTE EN PUNTA”:
Cuando la potencia contratada es usada parcialmente durante las horas
de punta del sistema eléctrico, independiente si dicha potencia es o no
utilizada en el resto de las horas del año, y se le aplica el precio unitario
correspondiente. Se entiende que la potencia contratada está siendo usada
parcialmente durante las horas de punta cuando el cociente entre la demanda
media del cliente en dichas horas de punta y su potencia contratada, es
inferior a 0,5.
f) AJUSTE DE SENCILLO:
El ajuste sencillo corresponde a una rebaja transitoria incluida en la boleta
actual, identificada con la leyenda Menos ajuste sencillo, cuya finalidad es
facilitar el pago en efectivo en caja y evitar errores en el vuelto hacia el cliente.
Este ajuste se realiza siempre a favor del cliente y es utilizado para llevar el
total a pagar a un monto redondeado de $100. El monto rebajado se agrega al
total facturado en la siguiente boleta mediante un cargo identificado con la
leyenda Ajuste sencillo anterior.
37
5.2. Valores y tendencias del consumo energético en el centro de
cultivo.
Según lo que la metodología describe en la norma AS/NZS 3598:2000, se
consideran al menos 24 meses de estudio para el análisis de la energía
suministrada en el lugar de estudio. Sin embargo la empresa Trusal S.A no
dispone de la totalidad de los datos solicitados, por lo que el estudio ha
considerado solo 10 meses de evaluación, los cuales abarcan desde agosto
del 2011 hasta mayo del 2012. Las facturas de este periodo constan de los
ítems ya mencionados en el punto 1.2 anterior y cuyo resumen con valores
históricos se muestran en la tabla 4.
Tabla 4. Valores históricos de consumo eléctrico en centro Guanaco Trusal S.A.
período agosto 2011-mayo 2012.
Valores históricos cuenta eléctrica centro Guanaco Trusal S.A 2011-2012
Detalle cuenta
Valores en pesos chilenos
Cargo fijo
Energía total demandada
Demanda presente en punta (pp)
Cargo unico sistema troncal
Reliquidaciones art. 171 DFL 4/2006 cuotas
+ OC 6656 cuotas
$
$
$
$
$
15.504
80.958.272
21.300.458
1.344.714
869.324
Pagos fuera plazos + ajustes de sencillo e
intereses por mora
$
887.217
Recargo mal factor potencia
$
Compensaciones y otros descuentos
$
1.293.288
Total
$
105.375.489
-
a. De la tabla 4 se extrae que:
El consumo energético del centro de cultivo es de $80.958.272, lo cual
representa el 77% de los costos totales del periodo Agosto 2011-Mayo 2012
38
(ver figura 13). Junto con lo anterior el ítem que lo sigue es la demanda
presente en punta con un 20% del total de los cobros de facturación.
Cabe destacar que dentro de estos ítems abordados por las facturas no se
encuentra el factor potencia el cual corresponde a la relación entre la potencia
activa y la potencia aparente del sistema eléctrico, expresado en centésimas
(0,70, 0,80, 0,90, etc.), y representa el porcentaje que se aprovecha de la
energía que proporciona la compañía suministradora de electricidad, por tal
razón cuando el Factor de potencia es bajo se penaliza. Si no se encuentra
dentro de las facturaciones quiere decir que el centro de cultivo mantiene
controlada esta variable.
39
Valores históricos cuenta eléctrica centro
Guanaco Trusal S.A 2011-2012
1%
1%
1%
0%
Cargo fijo
20%
Energía total demandada
Demanda presente en punta
(pp)
Cargo unico sistema troncal
Reliquidaciones art. 171 DFL
4/2006 cuotas + OC 6656 cuotas
77%
Pagos fuera plazos + ajustes de
sencillo e intereses por mora
Figura 13. Gráfico de consumo histórico periodo agosto 2011-mayo 2012
40
5.3. Diagrama de flujos para cada etapa de proceso en centro de
cultivo.
Para entender en primer lugar, los procesos de cultivo que ocurren dentro
del centro Guanaco Trusal S.A. es necesario saber cuáles son las etapas del
cultivo que presenta este centro y así poder analizar y evaluar los equipos
eléctricos que utiliza para su producción (Fig. 14).
Figura 14. Diagrama de flujo de las etapas de cultivo que abarca el centro Guanaco.
Observándose que corresponde al eslabón primario dentro de la cadena productiva del salmón.
Fuente: Elaboración propia.
41
a.
Sala de incubación
Corresponde a la etapa inicial del proceso de cultivo de salmónidos,
donde son ingresadas las ovas ya fertilizadas (ovas ojo) provenientes de
otros centros de cultivo, con el fin de incorporar las unidades térmicas
necesarias para la eclosión de las ovas y su posterior desarrollo como
alevines con saco vitelino (Fig.15).
Esta sala cuenta con:
 144 bateas distribuidas en 12 atriles de 6 batea cada uno. Cada batea
contiene 6 bandejas para la siembra de ovas.
 La capacidad aproximada de cada bandeja es de ½ litro de ovas.
 La producción máxima para esta sala bordea los 7.000.000 de ovas.
 Se emplea un sistema de recirculación con un 15-20% de recambio de
agua diario.
 Este sistema funciona a través del uso de 2 unidades de Chillers, cada
uno con un sistema de filtración (anillos) y bomba recirculatoria.
 Desinfección UV, otorgada por 4 unidades de desinfección (2 por cada
Chiller).
 El agua suministrada es además intervenida por un sistema LHO
(sistema de oxigenación tipo raceways que opera desde una altura
determinada, en la cual el agua de inyecta de oxígeno por acción de la
gravedad) (1 pagoda) que ayuda a oxigenar el agua proporcionada por el
canal.
42
 Iluminación proporcionada a través de 7 equipos fluorescentes dentro de
la sala de incubación (usada solo para maniobras pertinentes). Sin
embargo existen 6 equipos electrógenos fluorescentes adicionales en sala
aledaña a la de incubación (sala donde se ubica el equipo de Chillers y
recirculación de la misma).
43
5.3.1.
Diagrama de procesos Sala de Incubación.
Figura 15. Diagrama de flujo de los procesos energéticos de la Sala de Incubación, Guanaco,
Trusal S.A.
Fuente: Elaboración propia.
*El tiempo de operación de este proceso se encontrará sujeto al tipo de
ova a incubar (salmón Coho, Trucha o Salar) y a las temperaturas aplicadas,
si se desea acelerar o ralentizar el proceso de incubación.
44
b.
Sala primera alimentación.
En esta sala ocurre la primera etapa de alimentación de los alevines una
vez que ya han consumido su saco vitelino y se han convertido en nadadores
competentes, capaces de alimentarse por sí mismos a través de alimento
granulado pelletizado (Fig. 16). Los alevines permanecen en esta sala hasta
que tengan aproximadamente 1 gr de peso, para posteriormente ser
trasladados a las salas de alevinaje.
Esta sala cuenta con:
 24 estanques circulares de cultivo.
 La capacidad de agua es de 20 m3 cada uno.
 Alimentación a través de alimentadores automáticos instalados en
cada estanque: ARVO TEC y reforzados a través de alimentación manual
si el caso es requerido.
 Iluminación a través de 24 equipos fluorescentes.
 Suministro de agua proporcionado a través de agua de canal y pozo n° 2,
la cual es intervenida a través de sistema LHO para la incorporación de
oxígeno (pagodas, 2 unidades).
 Control de oxigenación a través de sensores en cada estanque y
válvulas selenoides que permiten el corte o traspaso de oxígeno si sus
niveles se encuentran bajo rangos críticos (control PLC).
 Oxigenación de emergencia proporcionada a través de difusores
cerámicos (3 unidades por estanque).
 Control de temperatura del agua por medio de un chiller, con
45
sistema de desinfección UV incorporado.
 La producción de peces para cada estanque es de 45.000 unidades
aprox. por estanque.
46
5.3.2.
Diagrama de flujo procesos Sala de Primera Alimentación.
Figura 16. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Primera Alimentación, Guanaco,
Trusal S.A.
Fuente: Elaboración propia.
*El tiempo de operación de este proceso, se encontrará sujeto al ingreso
de peces, las temperaturas que se apliquen, las condiciones sanitarias y de
alimentación.
47
c.
Sala alevinaje I y II
La fase de la producción del centro de cultivo culmina en esta sala,
puesto que los alevines permanecen en esta sala hasta que consiguen
el peso necesario y requerido por la empresa (tamaño de traslado 25-30 gr,
aprox.). Una vez conseguido el peso requerido los alevines son traslados
a otros centros donde continuarán su desarrollo (proceso de smoltificación
y engorda).
La sala de alevinaje I (Fig. 17) cuenta con:
 16 estanques circulares de 11 m de diámetro cada uno, con 95 m3
utilizables.
 Cada estanque cuenta con un sistema de oxigenación a través de
“conos”, además de un sistema de emergencia controlado a través de
sensores de oxigeno y válvulas selenoides que otorgan oxígeno de
emergencia por medio de mangueras porosas, en el caso que así lo
requiera.
 El suministro de agua proviene de canal y pozo n° 2 con temperatura
constante 16°C.
 Iluminación sustentada a través de 16 ampolletas de halurometal.
 Alimentación automatizada a través del sistema Feedstation de OCEA.
 Capacidad de producción peces: 100.000 unidades aprox. por estanque.
48
La sala de alevinaje II (Fig. 18) cuenta con:
 12 estanques circulares de 11 m de diámetro cada uno, con 95 m3
utilizables.
 El suministro de agua para esta sala proviene de los tres pozos con los
que cuenta el centro. Esta agua es intervenida en un sistema de
“pagodas” (2 unidades) o LHO para la incorporación de oxígeno a través
del rompimiento de las partículas del agua a través de superficies
perforadas.
 Posee un sistema de control de oxígeno, con sensores que permiten
monitorear la saturación del oxígeno y válvulas selenoides para cada
estanque que permiten la activación del oxígeno de emergencia a través
de mangueras porosas, si así es requerido.
 Iluminación a través de 12 ampolletas de halurometal.
 Alimentación automatizada a través del sistema Feedstation OCEA.
 Capacidad de producción peces: 100.000 unidades aprox. por estanque
49
5.3.3. Diagrama de flujo de procesos Sala Alevinaje I.
Figura 17. Diagrama de flujo de procesos energéticos Sala de Alevinaje I, Guanaco, Trusal S.A.
Fuente: Elaboración propia.
*El tiempo de operación de este proceso, se encontrará sujeto al ingreso
de peces, las temperaturas aplicadas, las condiciones sanitarias y de
alimentación.
50
5.3.4. Diagrama de flujo procesos Sala Alevinaje II.
Figura 18. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Alevinaje II. Guanaco, Trusal
S.A.
Fuente: Elaboración propia.
*El tiempo de operación de este proceso, se encontrará sujeto al ingreso
de peces, las temperaturas que se apliquen, las condiciones sanitarias y de
alimentación.
51
5.4.
Detalles de producción en Guanaco, Trusal S.A.
La producción de alevines dentro del centro de cultivo se encuentra dado
por grupos o “batch” de peces. Esto se designa por números o códigos según
su especie y fecha de entrada al centro. De esta forma se van organizando los
inputs y outputs de peces.
Las siguientes tablas muestran en detalle la producción de peces por
grupos dentro del período estudiado.
Tabla 5. Producción de grupo de peces durante el periodo agosto-diciembre 2011. Detalle de la
biomasa producida por cada grupo y su tiempo de producción, consumo energético mensual y sus
respectivos costos.
Fuente: Elaboración propia a través de información otorgada por la empresa
52
La tabla 5, ordena los grupos de peces que se produjeron en el período
de Agosto-Diciembre del 2011.
La mayor producción de kg de peces es en el mes de noviembre, con
80.165 kg. y con una demanda energética de 229.725 kWh, los valores más
altos del período 2011. Sin embargo se visualiza el menor valor de kWh por
kilogramo de pez producido mensualmente 2,87 kWh/kg de pez.
Tabla 6. Producción de grupo de peces durante el periodo enero-mayo 2012. Detalle de la
biomasa producida por cada grupo y su tiempo de producción, consumo energético mensual y sus
respectivos costos.
Fuente: Elaboración propia a través de información otorgada por la empresa
La tabla 6, ordena los grupos de peces que se produjeron en el período de
Enero-Mayo del 2012.
La mayor producción de kg de peces es en el mes de Marzo, con 59.970
kg. y con una demanda energética de 171.450 kWh. Estos valores suponen un
mejor uso de la energía, puesto que los otros meses de estudio tienen menos
producción de kg de peces y mayor consumo energético (Abril-Mayo). Sin
53
embargo estos antecedentes son analizados mas adelante con la ayuda de
diagramas que permiten visualizar hacia donde se direcciona el uso energético
que explicaría las posibles pérdidas de energía.
En lo que respecta a valores de kWh por kilogramo de pez demandado, el
mes de Marzo es el más “eficiente” puesto que se visualiza el menor valor de
kWh por kilogramo de pez producido mensualmente 2,86 kWh/kg de pez, en
comparación a los otros meses estudiados dentro del período 2012.
5.5. Consumo energético y producción en el tiempo.
El consumo energético
asociado a la producción se encuentra
representado como kWh, mientras que la biomasa producida se encuentra en
toneladas mensuales. Esta información se encuentra graficada en la figura
19, en donde se observa que existen 5 meses dentro del período estudiado
que poseen un equilibrio entre las variables (Agosto-Noviembre-Diciembre
2011 y Febrero-Marzo 2012): producción de biomasa y consumo energético,
puesto que su relación es directamente proporcional, transformandolas en
posibles variables de control para el uso eléctrico de las instalaciones. Esta
probabilidad se estudia mas adelante en el transcurso de los diversos estudios
aplicados para la correcta aplicación del uso energético en los procesos
productivos.
54
250000
80,00
200000
70,00
60,00
150000
50,00
40,00
100000
30,00
20,00
50000
10,00
0,00
kWh consumo energético
Ton. Biomasa producidas
90,00
0
Biomasa toneladas
Consumo kWh
Figura 19. Biomasa producida agosto 2011-mayo 2012 v/s el consumo energético del
período.
Los meses de produccón que responden a posibles variables de control y
eficiencia son: Para el año 2011, Agosto, Noviembre y Diciembre. Para el
año 2012, Febrero, Marzo. Para ello, cuando se realice el análisis de posibles
indicadores energeticos de producción se hará un estudio, de cuales de estas
variables aquí obtenidas pueden significar mayor rentabilidad a la empresa.
Los meses que no responden como posibles variables de control o como
posibles indicadores de eficiencia energética dentro del periodo estudiado
corresponde a los meses siguientes: Para el año 2011, Septiembre, Octubre.
Para el año 2012, Enero, Abril, Mayo.
55
Lo anterior se debe a que las variables estudiadas poseen un
comportamiento inversamente proporcional entre ellas, lo que se escapa de la
lógica de: mayor producción, mayor consumo energético y viceversa. Esto
demuestra que la energía consumida se encuentra directamente relacionada
con la producción obtenida mensualmente. Sin embargo, estas situaciones
donde existe una baja productividad con un alto consumo energético,
probablemente esta situación puede estar evidenciando posibles fugas de
energía, mala manipulación o mala mantención de los equipos relacionados o
actividades extracurriculares que no tengan relación a la producción neta pero
que si forma parte indirectamente. Estas
actividades pueden ser: consumo
energético de casa de asistentes, oficina, casino. Para verificar estas
posibilidades se ha planteado un diagrama de Ishikawa que demuestre con una
lluvia de ideas cuales pueden ser los posibles factores que afecten a este
desajuste.
56
Figura 20. Diagrama de Ishikawa para deficiencia energética dentro del centro de cultivo
originada por 3 categorías.
Fuente: Elaboración propia por medio del software Edrawmax.
Justificación de los posibles factores o categorías de ineficiencia
energética

Equipos eléctricos: Sobredimensionar los equipos puede generar
una sobredemanda innecesaria de energía de la que realmente se necesita.
Por ello se consume más energía de la necesaria para operar los equipos
generando mayor consumo obteniéndose un mayor costo para la empresa.
También se genera ineficiencia de los equipos según antigüedad de éste,
dado por motivos de tecnología; los equipos más eficientes en consumo son
los más recientes. Las fallas eléctricas reiteradas en equipos crean
57
ineficiencia, ya que fuerzan a sus sistemas de alimentación a requerir mayor
consumo
para
funcionar.
Otro
factor
es
mantener los equipos en
funcionamiento cuando no se está produciendo realmente en el centro. Esta
causa se relaciona con la capacitación del personal operante de los equipos
eléctricos.

Mano de Obra: La falta de capacitación al capital humano genera
ineficiencia
en
el
consumo
de
energía
eléctrica,
ya
que
ante
el
desconocimiento de los equipos y usos de la energía utilizada en el consumo
de energía eléctrica, el personal no está estandarizado en la utilización de las
máquinas eléctricas, elevando el consumo por parte de los equipos.


Métodos: Respecto a esta categoría, se observa que las causas
generadoras de ineficiencia son respecto a que no se realizan los
mantenimientos preventivos de los equipos, no existe un control periódico de
los consumos energéticos ni un parámetro donde se compare lo real con
metas energéticas propuestas por la empresa.
Mas adelante se aplica nuevamente un diagrama de Ishikawa y de
Pareto con la finalidad de recabar mas finamente las posibles causas que
pueden estar incidiendo en la alta demanda de consumo energético para
bajas producciones.
58
5.6.
Costos asociados al consumo energético.
A continuación se presentan los costos, en peso chileno, que están
asociados al período de estudio y sus respectivos consumos eléctricos en
Consumo energético vs. Costos
Consumo kWh mensual
250000
200000
14.000.000
12.000.000
10.000.000
150000
8.000.000
100000
6.000.000
50000
0
Consumo kWh
4.000.000
2.000.000
-
Costos en peso chileno por consumo eléc.
mensual
kWh.
Costos (peso chileno) consumo eléctrico mensual
Figura 21. Gráfico de consumo energético y los costos asociados al período.
La figura 21 indica que los valores tanto de consumo eléctrico y los costos
asociados al período poseen comportamientos directamente proporcionales en
la generalidad del período. Sin embargo, los tres ultimos meses (Marzo, Abril,
Mayo del 2012) tienen una leve desproporción en lo que se refiere a los
costos, esta situación se debe a que en esta temporada existe una baja
relativa de los costos (kWh), a continuación esta aseveración se corrobora con
el siguiente analisis de costos durante el período de estudio (Fig. 22-23).
59
5.6.1.
Análisis de costos mensuales kWh. Centro Guanaco,
Trusal S.A.
Figura 22. Detalle costos (peso chileno) por kWh mensual para el año 2011.
Figura 23. Detalle costos (peso chileno) por kWh mensual para el año 2012.
La información expuesta en las figuras 22 y 23, han sido obtenidas de
los análisis de las facturas de cobros eléctricos del centro. Cabe destacar que
estos valores se encuentran excentos de impuestos y otros intereses que se
incorporan en la facturación, por lo tanto es el valor neto de kWh de cada mes.
Con esta información se comprueba que para los meses de Marzo, Abril y
Mayo del 2012 el valor kWh es relativamente mas barato que para el resto de
60
los meses analizados, lo que demuestra la leve desproporción de los datos
graficados para consumo energético y costos asociados.
5.7. Análisis de gráficas de dispersión y correlación de las variables
y regresión.
5.7.1.
Consumo energético y producción de biomasa.
Figura 24. Detalle producción de biomasa en toneladas mensuales vs. el consumo energético
en kWh mensuales.
En la figura 24, la nube de datos posee una línea de tendencia que mejor
se ajusta a la distribución de los datos: Potencial, con esto se ha obtenido la
siguiente ecuación y el valor R cuadrado:
61
A través de esta ecuación o análisis de regresión es posible ampliar el
significado de línea de tendencia a la cual se han ajustado los datos, es decir
permitirá predecir valor futuros de consumo energético por cada producción a
través de una fórmula del tipo potencial.
En cuanto al valor arrojado para R2, 0,778, es el valor más cercano a 1
que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de
tendencias. La fiabilidad del ajuste de tendencias para la ecuación de la curva
se encuentra dada por un 88%.
5.7.2. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r).
El valor dado para la correlación de Pearson es de: 0,67, lo cual indica una
relación entre las variables buena.
62
5.8.
Consumo energético y producción de biomasa por grupo de
peces.
Figura 25. Detalle producción de biomasa y consumo energético (kWh) mensuales por grupo
de peces obtenidos en Centro.
En la figura 25 presenta una nube de datos que responde a una línea de
tendencia que mejor se ajusta a la distribución de los datos: Potencial, con
esto se ha obtenido la siguiente ecuación y el valor R cuadrado:
A través de esta ecuación o análisis de regresión es posible ampliar el
significado de línea de tendencia a la cual se han ajustado los datos, es decir
permitirá predecir valor futuros de consumo energético por cada producción a
través de una fórmula del tipo potencial.
63
En cuanto al valor arrojado para R2, 0,921, es el valor más cercano a 1
que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de
tendencias, lo cual vislumbra una dependencia de las variables casi de
perfecta (cercano a 1). La fiabilidad del ajuste de tendencias para la ecuación
de la curva se encuentra dada por 96%. Con la finalidad de corroborar los
datos se ha hecho un análisis de regresión a través del programa
STATISTICA 7, para las variables consumo energético y producción de
biomasa por grupos de peces. El análisis arrojó lo siguiente:
Figura 26. Análisis de regresión para la variable de biomasa producida por grupo de peces con
aplicación de programa STATISTICA 7.
El análisis de regresión es estadísticamente significativo con un valor de p
< 0.05, para las variables asignadas, por lo que existe una relación
estadísticamente comprobada entre ellas. Sin embargo, en la nube de datos
se pueden observar 2 datos (correspondiente a dos grupos de peces) que
escapan de la eficiencia energética planteada. El primer dato corresponde al
grupo (02-01-020 Trucha importada aquasearch TH/2012/13-14) con una
producción de biomasa de 19.037 kg con una demanda energética de 169.231
kWh, mientras que el segundo dato corresponde al grupo (01-02-103 Coho
Nacional Invertec/2011/12-13) con una producción de biomasa de 79.138 kg,
64
con una demanda eléctrica de 385.050 kWh. Esta producción ineficiente en
cuanto a energía obviamente se ve reflejada de forma mensual, por lo que el
análisis de mejora para que estas situaciones de producción de batch no se
vuelvan a repetir, serán propuestas a nivel de producción mensual, lo cual
corregirá la ineficiencia dentro de los grupos.
5.8.1. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r).
Figura 27. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por grupo y su
demanda energética con la aplicación del programa STATISTICA 7.
El valor dado para la correlación de Pearson es de: 0,90, lo cual indica una
relación estadísticamente significativa entre las variables estudiadas.
65
5.9.
Consumo energético y costos asociados al consumo.
Figura 28. Detalle gráfico de dispersión para las variables de consumo energético y sus
costos en peso chileno.
La figura 28 presenta una nube de datos que responde a una línea de
tendencia que mejor se ajusta a la distribución de los datos: Potencial, con
esto se ha obtenido la siguiente ecuación de regresión y el valor R cuadrado:
A través de esta ecuación o análisis de regresión es posible ampliar el
significado de línea de tendencia a la cual se han ajustado los datos, es decir
permitirá predecir valor futuros de consumo energético por cada producción a
través de una fórmula del tipo potencial.
66
En cuanto al valor arrojado para R2, 0,988, es el valor más cercano a 1
que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de
tendencias, lo cual vislumbra una dependencia de las variables casi de
perfecta (cercano a 1). La fiabilidad del ajuste de tendencias para la ecuación
de la curva se encuentra dada por un 99%.
5.9.1. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r).
Figura 29. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por grupo y sus
costos energéticos asociados a través de la aplicación del programa STATISTICA 7.
El valor dado para la correlación de Pearson es de: 0,65, lo cual indica una
relación débil entre ambas variables.
Finalmente los análisis de correlación y regresión de las variables
demuestran que existe una relación estadísticamente significativa entre la
biomasa mensual y su demanda energética y costos asociados.
67
5.10. Índices de consumo energético – producción (KPI, Key
Performance Indicator).
Tabla 7. Indicadores de producción y consumo energético durante el período Agosto 2011Mayo 2012.
De la tabla 7 se concluye que en los meses con mayor producción de
peces:
Noviembre-Diciembre
2011,
el
consumo
energético
ha
sido
directamente proporcional con la producción, generando así, indicadores de
costo y de consumo que abarcan solo un 16% del total de los indicadores.
Este mismo fenómeno ocurre con los meses: Febrero-Marzo 2012, con un
15%. Junto con lo anterior se puede establecer estos valores como índices de
control o variables de eficiencia en cuanto al consumo energético, puesto
que cumplen con los estándares establecidos como variables eficientes:
proporcionalidad entre la producción y su demanda eléctrica, o bien, una
mayor producción de biomasa con un consumo energético bajo.
68
Tabla 8. Detalle índices de producción y eficiencia energética para los meses que cumplen
con los estándares de eficiencia energética.
Meses
Biomasa
kg
Consumo
kWh
Costos
US$/kWh
Índice EE
(kWh)/kg
%Índice
EE
(kWh)/kg
Índice
Costo
US$/kg
%Índice
Costo
US$/kg
nov-11
dic-11
80.165
55.344
229.725
162.450
26.517,62
18.751,93
2,87
2,94
24,6
25,2
0,33
0,34
26,2
26,9
feb-12
35.256
105.300
11.350,50
2,99
25,6
0,32
25,4
mar-12
59.970
171.450
16.156,42
2,86
24,5
0,27
21,4
Con esta información se podrá posteriormente establecer estándares de
eficiencia para la producción en cuanto a la demanda energética y así poder
generar un control de estas variables. A continuación se presentan las gráficas
que detallan con más claridad los resultados de las tablas ya expuestas.
69
5.10.1.
Análisis gráficos de barras para Índice de eficiencia
energética.
Figura 30. Índice de eficiencia energética mensual durante el periodo Agosto 2011-Mayo 2012
(kWh)/ kg biomasa producida durante el período.
5.10.2.
Análisis gráficos de barras para Índice de costos US$
asociado al consumo energético.
Índice costo US$ consumo
energético
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
índice costo US consumo EE/Kg
Figura 31. Índice de costos (US$) asociados al consumo energético por concepto de
producción mensual durante el periodo agosto 2011-mayo 2012 (kWh) (US$)/ kg biomasa
producida durante el período.
70
Las figuras 30 y 31 muestran el comportamiento de los índices de
consumo energético y de costos, evidenciando que para los primeros meses
de estudio: Agosto-Septiembre del 2011 son meses de baja producción con
una alta demanda en consumo energético, para una mejor proyección y
análisis de esta información es necesario la aplicación de diagramas de
dispersión.
5.11. Análisis gráfico de dispersión Índice de consumo y producción.
Figura 32. Índice de consumo energético mensual durante el periodo Agosto 2011-Mayo 2012
(kWh)/ kg biomasa producida durante el período. Ordenado los datos de mayor a menor
producción para visualizar el comportamiento de este posible indicador de consumo.
La figura 32 corresponde a una especie de hipérbola equilátera, con
asíntota en el eje x, en que se observa la influencia del nivel de producción
sobre el índice de consumo.
71
La curva anterior muestra como el índice de consumo aumenta al
disminuir el nivel de la producción realizada. En la medida que la producción
se reduce debe disminuir el consumo total de energía, pero el gasto
energético por biomasa aumenta.
Además se puede visualizar que existen dos puntos dentro del gráfico
donde comienza a elevarse significativamente el índice de consumo para
bajas producciones. Estos puntos se pueden denominar como puntos
críticos. Producciones por encima de los puntos críticos no cambian
significativamente el índice de consumo; sin embargo, por debajo del punto
crítico éste se incrementa rápidamente (ver figura 32).
Por consiguiente se obtiene el valor de R cuadrado para las variables de
consumo energético por concepto de producción:
*La fiabilidad de este ajuste de curva se encuentra dada por un 94%.
Tabla 9. Detalle de índice de consumo para la producción obtenida durante el período de
estudio ordenado de menor a mayor producción. Datos destacado en negrita para quienes
responden como puntos críticos con altos índices de consumo y producción baja.
Mes
Biomasa kg
Consumo kWh
Índice de
consumo kWh
% Índice de
consumo kWh
ago-11
718,3
12.488
17,39
22,7
sep-11
8.431,90
167.513
19,87
25,9
oct-11
30.225
156.825
9,97
13,0
nov-11
80.165
229.725
2,87
3,7
dic-11
55.344
162.450
2,94
3,8
ene-12
30.746,00
124.875
4,06
5,3
72
feb-12
35.256,80
105.300
2,99
3,9
mar-12
59.970
171.450
2,86
3,7
abr-12
54.662
205.763
3,76
4,9
may-12
18.531,10
184.725
9,97
13,0
Según esta tabla se puede establecer como puntos críticos las dos
primeras producciones correspondientes a los meses de Agosto y Septiembre
del 2011 (datos destacados) con índices de consumo que abarcan casi el 50%
del total.
Puntos críticos de consumo energético:
 Agosto 2011  17,39  representa el 22% del total índice de
consumo obtenidos en el período.
 Septiembre 2011  19,89  representa el 25% del total índice
de consumo obtenidos en el período.
73
5.11.1. Análisis gráfico de dispersión Índice de costos asociado a la
producción (costos US$/kWh mensuales para producción (kg).
Figura 33. Índice de costos energético mensual para el periodo agosto 2011-mayo 2012. US$(kWh)/ kg
biomasa producida. Ordenado los datos de mayor a menor producción para visualizar el comportamiento
de los indicadores.
Al igual que el gráfico de índice de consumo energético anterior, se
observa que al aumentar la productividad, existe una tendencia a la baja por
parte del indicador, existiendo así, una relación inversa entre ambas variables.
Sin embargo a medida que disminuye la producción, la demanda de energía
eléctrica debiera disminuir y por ende los costos asociados a esta. Pero como
ocurre en la situación anterior, el gasto energético por unidades o kg
producidos aumenta generando este escenario.
A continuación el valor de R cuadrado para las variables de costo
energético por concepto de producción.
74
En cuanto al valor arrojado para R2, 0,883, es el valor más cercano a 1
que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de
tendencias, lo cual vislumbra una dependencia de las variables casi de
perfecta (cercano a 1). La fiabilidad del ajuste de la curva se encuentra dada
por un 94%.
5.12. Posibilidades de mejora en rentabilidad, propuesta de indicadores
energéticos.
Con la finalidad de poder visualizar posibles mejoras si se considera la
implementación de índices energéticos dentro de la producción, se ha creado
un escenario hipotético que simula la implementación del mejor índice
energético encontrado dentro del análisis Agosto 2011-Mayo 2012.
Mejor índice energético  2,87. Correspondiente al mes de Noviembre del
2011.
Biomasa producida: 80.165 kg
Consumo energético demandado: 229.725 kWh.
5.12.1. Escenario de implementación.
Tabla 10. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el mes de agosto del
2011.
Estado
Mes
Biomasa kg
Consumo kWh
Costo pesos
Real
Agosto 2011
718.3
12.488
721.681
Hipotético
Agosto 2011
718.3
2.061
119.105
75
El ahorro que puede generar el escenario hipotético es de 10.427 kWh,
correspondiente a $602.576 (Tabla 10).
Tabla 11. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el mes de septiembre
del 2011.
Estado
Mes
Biomasa kg.
Consumo kWh
Costo pesos
Real
Septiembre
8.431
167.513
13.259.727
Hipotético
Septiembre
8.431
24.196
1.396.469
El ahorro que puede generar el escenario hipotético es de 205.529 kWh,
correspondiente a $11.863.133 (Tabla 11).
Si se considera la corrección de solo esos dos meses, la empresa hubiera
tenido un ahorro aproximado de $12.465.710 (Tabla 12).
Sin embargo, si esta situación se aplica al período completo de análisis, el
escenario sería el siguiente:
Tabla 12. Aplicación de índice (2.87) para todo el período de estudio.
Mes
Biomasa
kg
Consumo kWh
Agosto
Septiembre
Octubre
Noviembre
Diciembre
Enero
718,3
8.432
30.225
80.165
55.344
30.746
12.488
167.513
156.825
229.725
162.450
124.875
Febrero
Marzo
Abril
Mayo
35.257
59.970
54.662
18.531
105.300
171.450
205.763
184.725
Costos $
Consumo
kWh con
corrección
índice
Costos $ con
corrección
índice
721.715
9.668.151
9.051.312
13.258.809
9.375.964
6.730.263
2.061,5
24.199,4
86.745,8
230.073,6
158.837,5
88.241,0
119.135,3
1.396.790,7
5.006.964,7
13.279.845,3
9.168.098,9
4.756.191,0
5.675.249
8.078.209
9.694.912
8.703.688
101.187,1
172.113,9
156.879,9
53.184,3
5.474.222,1
8.110.007,0
7.392.182,8
2.506.043,3
76
De la tabla 12 se extrae que: El total real demandado en kWh es de
1.521.114 kWh, correspondiente a $80.958.272. Mientras que en el caso
hipotético la demanda de kWh corregida es de 1.073.524 kWh,
correspondiente a $57.209.481 pesos. Por lo anterior se vislumbra un ahorro
energético de 447.590 kWh, con un valor de $23.748.791, lo cual representa
el 29% de los gastos totales por consumo energético durante el periodo.
77
5.13. Catastro de equipos.
Para obtener un mejor análisis del consumo energético es imperante la
necesidad de hacer un catastro de todos los equipos eléctricos utilizados en
planta con finalidad productiva. En las siguientes tablas (13 y 14) se presenta
una revisión completa de los equipos eléctricos usados en el centro.
Tabla 13. Detalle de consumo kWh de equipos de prestación de servicio para las unidades
productivas.
De la Tabla 13 cabe destacar que:
Los equipos de uso permanente son: Filtros rotatorios, bombas de pozo,
sistema de alimentación automática, equipos de iluminación para salas de
primera alimentación y alevinaje 1 y 2.
78
Tabla 14. Detalle de equipos de uso permanente para unidades productivas.
Cabe señalar que todos los equipos son de uso permanente, cuando las
unidades productivas se encuentran en operación.
Tabla 15. Detalle consumo doméstico en centro.
Finalmente en la Tabla 15 se observa que el uso energético doméstico, es
aparentemente no significativo comparado a la energía solicitada para la
producción neta.
79
En la figura 34 se detalla de manera porcentual el consumo energético
expresado en kWh de cada uno de los equipos de uso permanente en centro
Guanaco. En el ítem de equipos de servicio, el 82% del consumo energético
corresponde a las bombas que extraen el agua de los pozos (3 unidades) y
que trabajan permanentemente cuando las unidades de cultivo se encuentran
operativas. Mientras que, el 11% del consumo energético corresponde al silo
de mortalidad, el cual es operativo de forma permanente, para aplicar
tratamiento químico a la mortalidad diaria del centro.
Por otra parte, los equipos eléctricos que representan un bajo consumo
dentro de este ítem son las bombas utilizadas para el funcionamiento de los
filtros rotatorios (equipos utilizados para la remoción de sólidos de los
efluentes) con un 7% de la demanda energética total del primer ítem. En tanto
que los equipos con consumo poco significativo corresponden al rodiluvio,
debido a su bajo consumo (0,37 kW) y la graduadora de peces (0,29 kW),
quienes representan un 0% de la figura 34.
Para el ítem 2, equipos de servicios II, se observa que el equipo que
abarca el 51% de la demanda total es para el sistema de alimentación
automática que opera en las salas de alevinaje 1 y 2. El cuanto a la
iluminación de las salas de cultivo, el 21% de la demanda es abarcado por el
sistema de iluminación de la sala de alevinaje 1, el 16% por la sala de
alevinaje 2, el 10% por la sala de 1° alimentación y con solo un 3% del
consumo, es sustentada la sala de incubación. Cabe destacar en este último
que la iluminación está dada solo para operar las salas de chillers que posee
esta unidad de cultivo y para efectuar maniobras de limpieza y desinfección
80
cuando la unidad de cultivo no se encuentra operativa, ya que, esta sala debe
permanecer en completa oscuridad cuando es sembrada de ovas para su
cultivo.
Figura 34. Detalle del consumo porcentual del total de equipos de consumo permanente dentro del
centro.
81
5.14. Gastos y ocurrencias de fallas, centro Guanaco.
Para este ítem se ha requerido de una bitácora o apuntes de los gastos y
fallas ocurridas en el centro con el fin de analizar las principales causas de
inversión y/o reparación que haya incurrido la empresa y así visualizar donde
existen posibles ineficiencias energéticas.
En la tabla 16 se alude a los implementos o insumos requeridos por fallas
(solicitudes de compra efectiva) o para mantención de los equipos que
requieran de revisión. Mientras que en la tabla 17 se hace referencia a los
servicios solicitados (personal externo) para la mantención y/o instalación de
los ítems nombrados.
Tabla 16. Detalle de mantención y reparación de equipos, además de requerimientos de
algunos insumos para tal efecto. Período agosto 2011-mayo 2012.
INSUMOS
Oxigenación
Desinfección
Alimentación
Chillers
Mes
Año
Ítem
Cantidad
octubre
2011
Sonda de oxígeno
12
Marzo
2012
1
Abril
2012
Regulador completo de
Oxígeno
Sonda de oxígeno
Septiembre
2011
Paneles filtrantes
28
Marzo
2012
Lámparas UV
20
Marzo
2012
Gasket
20
Marzo
2012
Camisas de Cuarzo
12
Abril
2012
Tarjeta Rele
1
Abril
2012
4
Abril
2012
BOMBONA DE
REFRIGERANTE 11,3 Kg.
ACEITE 5W40
6
4
Cuenta
Mantención de
maquinarias
Repuestos y
herramientas
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Mantención de
maquinarias
Total
3.650.982
28.571
2.028.324
3.024.000
580.000
40.000
4.176.000
175.000
308.000
34.000
82
Tabla 17. Detalle de requerimientos aprobados de servicios para instalación y mantención de los
diferentes Ítems estudiados.
SERVICIOS
Mes
Año
Ítem
Agosto
2011
Servicio mantención O2
Septiembre
2011
Servicio mantención O2
Noviembre
2011
Servicio mantención O2 Servicio certificador
Febrero
2012
Servicio mantención O2
Desinfección
Septiembre
2011
Reparación paneles
Alimentación
Noviembre
2011
Mantención alimentación
Febrero
2012
Instalación y mantención
Abril
2012
Instalación y mantención
Febrero
2012
Mantención Chiller
Febrero
2012
Mantención Chiller
Marzo
2012
Mantención Chiller
Marzo
2012
Mantención Chiller
Total $
140.000
Oxigenación
1.655.462
120.000
1.884.320
1.680.000
82.603
1.398.000
1.248.000
235.000
Chillers
235.000
342.800
798.360
Es necesario destacar que los ítems de mantención, instalación e
inversión son los más frecuentes en cuanto a requerimientos energéticos
durante el periodo de análisis.
83
Figura 35. Detalle de porcentajes de costos invertidos en insumos para diversas categorías
energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección,
Alimentación y Chillers.
La figura 35, detalla los porcentajes que abarcan los costos asociados a
las diferentes categorías energéticas de importancia dentro del centro. Con un
62% la categoría de oxigenación se posiciona como el mayor demandante de
mantención y/o inversión y por ende es quien abarca mayores costos. Sin
embargo, la categoría Chillers, es representada por el más bajo porcentaje:
0,2%, lo cual indica una inversión no significativa en comparación a las otras
categorías estudiadas.
Por otro lado, las categorías: Desinfección y alimentación representan un
34% y 3% respectivamente del total de los costos de inversión para insumos.
84
Figura 36. Detalle de porcentajes de costos invertidos en servicios de mantención para
diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como:
Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers.
La figura 36 representa los porcentajes que abarcan cada una de las
categorías energéticas definidas como costos asociados a servicios de
mantención. Como se observó anteriormente en la figura 35, la categoría que
requirió mayor demanda de insumos, es también quién necesita de mayor
cantidad de servicios de mantención, con un 38% de los costos totales de
inversión en servicios de mantención para Oxigenación. A esto se suma la
categoría de Alimentación con un 27%, Desinfección con 17% y finalmente se
repite el último lugar para la categoría Chillers con un 16%.
85
Figura 37. Detalle de porcentajes de costos totales invertidos en servicios de mantención
e insumos para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales
como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers.
Finalmente la figura 37 resume los costos totales invertidos para insumos
y servicios para las categorías energéticas definidas, por consiguiente, la
categoría de Oxigenación abarca el 53% de las inversiones totales con un
valor de $12.531.659, mientras que la categoría Desinfección obtiene el 27%
del total, con un valor de $6.476.000. Por otro lado, las categorías que
representan los más bajos costos de inversión son: Alimentación que obtiene
un 13%, con un valor de $3.446.603 y la categoría Chillers con un porcentaje
del 7% con un costo de inversión de $1.410.160.
86
5.14.1. Diagrama de Pareto.
Una vez determinados los ítems más frecuentes y con sus respectivas
causas durante el período, se dispone el siguiente análisis:
Figura 38. Diagrama de Pareto con las principales causas de fallas energéticas dentro del
centro Guanaco.
La figura 38 representa los problemas más importantes, en función de su
frecuencia de ocurrencia: fallas, mantención e instalación para los ítems
señalados, estableciendo prioridades de intervención para aquellos que se
encuentran dentro del 80% (el 80% de los problemas son originados por el
20% de las causas). Estos son: Oxigenación, Mantención chillers y por último
alimentación.
87
Finalmente como se puede observar, el ítem de oxigenación posee mayor
frecuencia de ocurrencias de fallas, mantención e instalación, y por lo que se
ha optado por analizarlo mediante una estratificación de los datos:
Oxigenación Frecuencias
Causa 1
4
Causa 2
2
Causa 3
1
Causa 4
1
Tabla 18. Estratificación de las causas de gastos e inversión del ítem oxigenación.
Donde:
 Causa 1: Instalación y mantención bombas de Conos de oxígeno,
sala de alevinaje 1.
 Causa 2: Mantención sondas de oxigenación.
 Causa 3: Asistencia técnica en equipo de oxigenación automática
Oxyguard en Do commander sala alevinaje 2.
 Causa 4: Instalación regulador de oxígeno emergencia para la
piscicultura.
88
8
100%
90%
7
80%
6
70%
5
4
60%
Frecuencias de causas de
mantención e inversión
50%
Frecuencia acumulada %
40%
3
30%
80-20
2
20%
1
10%
0
0%
Causa 1
Causa 2
Causa 3
Causa 4
Figura 39. Diagrama de Pareto para el ítem de oxigenación con sus respectivas causas.
Según este nuevo diagrama figura 39, las principales causas de fallas y/o
mantención corresponden a la sala de alevinaje 1, donde se encuentran
instalados conos de oxigenación en cada uno de los estanques (16
estanques). Estos conos, a lo largo del análisis de eficiencia energética son
los responsables de una mayor demanda de energía y una mayor cantidad de
mantención, puesto que cada uno de ellos cuenta con un sistema de bombas
y válvulas selenoides que requieren de una mayor atención para su mejor
desempeño.
89
5.14.2. Diagrama de Ishikawa.
Para poder lograr un mejor análisis de las principales causas que pueden
estar afectando el correcto desempeño del sistema de oxigenación de conos
para la sala de alevinaje 1, se planteado un diagrama de Ishikawa apara
determinar las causas más relevantes y así poder generar control sobre ellas.
Figura 40. Detalle diagrama de Ishikawa creada para evaluar las posibles causas que hacen deficiente el
desempeño de los conos de oxigenación de Sala de alevinaje 1.
Fuente: Elaboración propia a través de Cmaptools.
Detalle de posibles causas de deficiencia:
 Instalación ineficiente.
Esta posible causa pretende dar atención a la instalación de este sistema
de oxigenación. Puede que existan problemas de cableado, válvulas y
conexiones obsoletas que debieran revisarse de forma periódica para evitar
ciertos problemas asociados, tales como fugas de O 2
y deterioro de las
instalaciones.
90

Calidad del afluente y recirculación de agua incorporada en el
sistema de O2.
Como el sistema de oxigenación por medio de conos consiste en recircular
el agua del estanque con el fin de inyectar oxigeno, es probable que una
causa de ineficiencia de este sistema se vea opacada por la presencia de
material particulado proveniente del agua suministrada o de los mismos
desechos metabólicos generados por los peces. Para este caso es necesario
aplicar un análisis de agua que permita determinar qué clase de sólidos
suspendidos se encuentran en el agua del estanque con el fin de mantener,
dentro de un rango saludable, la calidad de agua necesaria para el cultivo y
preservar la eficiencia en cuanto al desempeño del sistema de inyección de
O2.

Problemas de estructura de estanques.
Junto con el problema anteriormente expuesto, se presenta esta posible
causa, debido a que es de suma importancia considerar el diseño y altura del
estanque para garantizar la mejor disolución del oxígeno y la correcta
remoción de los sólidos.

Altas temperaturas.
Se conoce que el centro de cultivo Guanaco posee altas temperaturas que
se mantienen constantes durante todo el año, aproximadamente 16ºC. Lo que
proporciona una muy buena tasa de crecimiento a los peces. Sin embargo, la
oxigenación es mucho más dificultosa debido a que la disolución del oxigeno
tiene una relación inversamente proporcional con la temperatura. Frente a esta
situación, el trabajo de los conos de oxigenación es mayor generando así
91
mayores costos energéticos y mayores costos de oxígeno criogénico (mayor
consumo).

Altos costos de mantención, mayor demanda de kWh.
Debido a la cantidad de cableado, conexiones, bombas incorporadas para
cada sistema de O2 en cada estanque de cultivo, es necesaria una
mantención periódica que controle el desempeño de los equipos.
Por otro lado, independientemente de la necesidad de la mantención,
estos equipos aunque son eficientes en su trabajo (inyección de oxígeno)
requieren de una alta demanda de energía eléctrica, lo cual podría ser
reemplazado por un sistema mucho más barato (aunque menos eficiente)
como por ejemplo: LHO2. Un ejemplo de buen desempeño ha sido la sala de
alevinaje 2, con la incorporación de este sistema.
LHO2: Estas unidades consisten de una placa de distribución ubicada sobre cámaras
rectangulares múltiples. El agua fluye
sobre los bordes hasta el final de sistema tipo
raceways. Estas cámaras proporcionan la interfaz gas-liquido necesaria para la mezcla y
transferencia de gases. Los chorros de agua que caen impactan en un estanque recolector en
el fondo de cada cámara donde el agua efluente fluye de igual forma desde cada cámara
paralelamente. Todo el oxígeno puro se introduce en la primera cámara rectangular o en una
cámara exterior. La mezcla de gases en la primera cámara rectangular, que ahora tiene un
concentración de oxígeno disuelto pasa secuencialmente a través de las cámaras restantes.
La mezcla gaseosa disminuirá su concentración de oxigeno de cámara en cámara a medida
que el oxígeno continua absorbiéndose (Timmons et al., 2009).
92
6.
DISCUSIÓN
El desarrollo actual y prospectivo de la industria y los servicios, en una
economía abierta y globalizada, requiere de acciones encaminadas a reducir
costos y aumentar la competitividad. En la actualidad las empresas han visto
como los energéticos han pasado de ser un factor marginal en su estructura
de costos a constituir un rubro importante en los mismos, a la vez que, la
necesidad de lograr un mayor equilibrio entre economía y medio ambiente,
han convertido al ahorro y uso eficiente de la energía en una herramienta
fundamental para lograr este objetivo, manteniendo el nivel de rentabilidad
empresarial (Monteagudo, et al 2005).
Hasta el momento el problema de explotar el recurso eficiencia energética
se ha efectuado de una forma muy limitada, fundamentalmente mediante la
realización de diagnósticos energéticos para detectar las fuentes y niveles de
pérdidas, y posteriormente definir medidas o proyectos de ahorro o
conservación energética. Esta vía, además de obviar partes de las causas que
provocan baja eficiencia energética en las empresas, generalmente tiene baja
efectividad por realizarse muchas veces sin la integridad, los procedimientos y
los equipos requeridos, por limitaciones financieras para aplicar los proyectos,
pero sobre todo, por no contar la empresa con la cultura ni las capacidades
técnico administrativas necesarias para realizar el seguimiento y control
93
requerido y lograr un adecuado nivel de consolidación de las medidas
aplicadas (Monteagudo, et al 2005).
Lo más importante para lograr la eficiencia energética en una empresa no
es sólo que exista un plan de ahorro de energía, sino contar con un sistema de
gestión energética que garantice el mejoramiento continuo (Monteagudo, et al
2005).
Por lo anterior es más importante un sistema continuo de identificación de
oportunidades que la detección de una oportunidad aislada (Monteagudo, et al
2005).
En chile, a diferencia de la tendencia mundial, el crecimiento de la
economía implica consumir más energía. En años pasados el consumo de
energía creció un 7% anual, lo que casi duplicó las tasas de crecimiento
económico. Esta situación está causando despilfarro de recursos naturales,
mayores gastos en los hogares, menor competitividad en el sector productivo
y mayor contaminación (Chile Sustentable, 2005). En un estudio comparativo
de Chile insertado dentro de la OCDE, es posible visualizar la relación entre el
PIB y el consumo energético entre los países que se encuentran dentro de
esta organización, el cual muestra que el PIB no depende del consumo
energético. Sin embargo en el caso de Chile, estas curvas se encuentran
“acopladas entre sí” siguiéndose mutuamente año tras año, lo cual predice
94
finalmente que el desacople se producirá a través de la implementación de
políticas y programas de eficiencia energética (BNE, 2010).
La eficiencia energética no es sólo un problema técnico, sino que, en
muchos casos, implica una correcta gestión de los sistemas energéticos.
En efecto, el desacoplamiento entre el crecimiento económico y la demanda
energética, se debe producir, en gran medida, por la introducción de políticas
de eficiencia energética motivadas por la escasez de recursos y, más
recientemente, por el cuidado del medio ambiente a nivel global (PRIEN,
2008).
Sin embargo en Chile, a pesar de la existencia de manuales de eficiencia
energética tales como: “Manual de Eficiencia Energética en la Industria de
Alimentos Elaborados” (AChEE y Chilealimentos A.G. 2010), estudios como:
“Estimación Del Potencial De Ahorro De Energía, Mediante Mejoramientos De
La Eficiencia Energética De Los Distintos Sectores” (PRIEN, 2008) y
finalmente, “Guía Práctica Para El Uso Eficiente De Energía (Programa Chile
Sustentable, 2005), no existe una normativa que regule de forma estricta esta
actividad o bien, que sirva de guía metodológica aplicable a esta industria en
particular (Silva, 2010). En esta dirección por ahora solo es posible encontrar
normativas chilenas para la eficiencia de algunos aparatos eléctricos y/o
mecánicos: como la Norma Chilena para el uso eficiente de aparatos
eléctricos y mecánicos (Nch 2548 – 2001) (INN, 2001), la que corresponde a
un estudio de detalle por equipo, ya que no existen procedimientos ni normas
genéricas en el tema de la energía en nuestro país (Silva, 2010).
95
Por el contrario en cuanto al contexto mundial, existen normas que
abordan estos temas que permiten realizar diagnósticos a diferentes tipos de
organizaciones o empresas de diferentes sectores, como la Norma Española
UNE En ISO 50001:2011 de sistemas de gestión de la energía (AENOR,
2011), la Norma Australiana Neozelandesa AS/NZS 3598:2000 de Auditorías
energéticas (SAI GLOBAL, 2000) y finalmente la ISO 50001 donde se
establecen los requisitos para el establecimiento de un sistema de gestión de
energía, siendo esta normativa de carácter estándar internacional se puede
aplicar en todo tipo de empresas y organizaciones, grandes o pequeñas tanto
del ámbito público o privado (ISO, 2011).
Ante este escenario la vulnerabilidad energética que enfrenta Chile, es
resultado de la carencia de una política de seguridad y sustentabilidad
energética y la inexistencia de lineamientos y planificación del desarrollo
energético nacional, con metas de mediano y largo plazo (Chile Sustentable,
2010).
Por lo anterior la creciente preocupación de los chilenos por el desarrollo
energético y en particular del sector eléctrico, se ha generado luego de
reiterados riesgos de abastecimiento por ciclos hidrológicos secos; escasez y
encarecimiento de combustibles y creciente oposición a proyectos energéticos
por parte de las comunidades locales. La ciudadanía interpela la conducción
de la política energética por parte del Estado y demanda la inclusión de los
96
ciudadanos en las decisiones y diseño de la matriz, haciendo un llamado al
gobierno a resolver los conflictos y los altos costos económicos y ambientales
del desarrollo eléctrico (Chile Sustentable, 2010).
Es por ello que en Marzo del presente año se ha sesionado por primera
vez el Comité Interministerial con diez secretarios de Estado para incorporar
planes de Eficiencia Energética a la matriz del país. La meta que se espera
cumplir busca disminuir en un 12 por ciento el consumo de energía para el
2020.
Esta disposición tiene como antecedente el Plan Nacional de Acción de
Eficiencia Energética (PNAEE) 2010- 2020 que se aprobó a fines del gobierno
de Michelle Bachelet y que estableció un camino para el ahorro energético en
los principales sectores que consumen la energía en Chile: Transporte,
Industria y Minería;
Edificación, Artefactos y sector eléctrico (Chile
Sustentable, 2005) (Radio.Uchile, 2013).
97
7.
RECOMENDACIONES
7.1. Detección de mejoras y recomendaciones.
Esta sección presenta una serie de tablas con medidas de ahorro por
áreas de oportunidad dentro del centro de cultivo, las cuales pueden servir
como listas de verificación con la finalidad de establecerse como posibles
guías para la implementación de mejoras.
Tabla 19.
Medidas de ahorro de energía en sistemas de bombeo.
Áreas de oportunidad
Mejorar eficiencia de bomba
Mejorar la eficiencia de
Pozos
Disminución de pérdidas
de carga
Operación
Medidas de ahorro
-Sustituir bombas que se encuentren
trabajando fuera de su zona de máxima
eficiencia.
- Sustituir impulsores desgastados, por
nuevos impulsores que operen en su
zona de máxima eficiencia.
- Remplazo de sellos que presenten
fugas de líquido
- Darle mantención a los pozos, para
recuperar su capacidad de captación y
por lo tanto mejorar el nivel dinámico de
bombeo.
-Evitar curvas y reducciones
innecesarias en tuberías.
- Eliminar accesorios (válvulas, codos,
reducciones, etc.) innecesarios en las
tuberías de conducción.
- Operar los equipos de bombeo
considerando la instalación de
partidores suaves.
Tabla 20. Medidas de ahorro de energía en motores.
Áreas de Oportunidad
Mejorar la eficiencia
Medidas de ahorro
- Dar mantención o sustituir motores
usados con su eficiencia depreciada
por motores nuevos de alta eficiencia.
- Sustituir motores sobredimensionados
o sub dimensionados, por motores de
98
alta eficiencia que trabajen alrededor
del 70% de carga.
- Proporcionar mantenimiento
preventivo al motor (mantener limpia la
superficie de la carcasa de polvo y
grasa, lubricar, cambio de rodamientos,
medición de la aislación de las bobinas,
reemplazo de retenes).
Tabla 21. Medidas de ahorro de energía en chillers.
Áreas de Oportunidad
Mejora de la eficiencia del
Equipo
Medidas de Ahorro
- Dar mantenimiento preventivo a a los
componentes de los chillers
(compresores, evaporadores,
condensadores, etc).
- Utilización de dispositivos que
incrementen la eficiencia del ciclo, tales
como intercambiadores de calor o
turbuladores.
- Mejorar las condiciones de ventilación
en los condensadores.
Tabla 22. Medidas de ahorro de energía en iluminación.
Áreas de oportunidad
Balastros en lámparas de
Descarga
Remplazo de lámparas
por equipos de mayor
eficacia luminosa
Medidas de ahorro
- Balastros electrónicos en lugar de los
electromagnéticos.
- Utilización de balastros inteligentes en
aplicaciones con requerimientos de
iluminación variable.
- Remplazo de lámparas
incandescentes por fluorescentes
compactas o LED´s.
- Utilización de lámparas de inducción
electromagnética.
99
7.2. Elaboración de cartera de proyectos.
Una vez que las oportunidades de ahorro de energía han sido
identificadas y analizadas, se deberá realizar una cartera de proyectos, donde
para cada una de las medidas de ahorro propuestas se presente la siguiente
información:

Ahorro de Energía (kWh/año).

Ahorro económico (Pesos/año).

Inversiones necesarias (Pesos).

Periodo de Recuperación de la Inversión (años).

i.
Descripción de la situación actual. Breve descripción de la situación
actual que de pie a la medida propuesta.

ii.
Descripción
de
las
acciones
concretas
a
realizar
para
la
implementación de la medida. Describir brevemente las acciones para
implantar la medida.

iii.
Cálculo de los ahorros. Describir los ahorros que se pretenden obtener
al implantar esta medida.
iv.
Desglose de las inversiones (cotización). El desglosar las inversiones
necesarias para implementar la medida de ahorro de energía.
100
v.
Evaluación económica. Dicha evaluación deberá contener al menos el
cálculo del período de retorno de la inversión.
Finalmente si la situación dentro de la empresa no se encuentra en
condiciones de generar y abordar las propuestas señaladas, se espera al
menos implementar buenas prácticas en cuanto a la uso de la energía
eléctrica.
7.3. Buenas prácticas de energía.
En general se consideran como buenas prácticas de eficiencia energética
todas aquellas acciones que permiten a la empresa hacer un buen uso de los
equipos, condiciones de proceso aptos para la correcta operación de
maquinarias y no generar esfuerzos que redundan en un excesivo uso de la
energía, enfocarse en la utilización de desechos y otras medidas que velen
por el uso eficiente de la energía.
Listado de acciones consideradas buenas prácticas:
• Disponer de un encargado de energía que tenga la capacidad de abordar y
decidir temas de eficiencia energética en el centro.
• Controlar las cuentas de energía y documentar cómo evolucionan
consumos y gastos en el tiempo para poder detectar posibles irregularidades.
• Incorporar dentro de las políticas de la empresa un estricto programa de
mantenimiento de los equipos e instalaciones para asegurar con su
funcionamiento adecuado y evitar consumos elevados de energía.
101
• Chequear las instalaciones con regularidad respecto de situaciones que
causan un uso innecesario de energía (por ejemplo operación de equipos sin
uso/en vacío, fugas en sistemas).
• Establecer procedimientos y valores de variables de operación e instruir
operadores para asegurar una operación eficiente de las instalaciones.
• Informar al personal respecto de la importancia de la eficiencia energética e
incorporarlo a la hora de realizar acciones de eficiencia energética, ya que
sus experiencias y conocimientos que resultan de su trabajo diario son
valiosos y un personal consciente y capacitado es un factor clave para
alcanzar una cultura de eficiencia energética con resultados duraderos.
102
8. CONCLUSIÓN.
La metodología que ha sido aplicada, logrando combinar herramientas de
gestión energética en conjunto a normativas establecidas para auditar la
demanda de energía, obtiene finalmente las siguientes conclusiones:

Los sistemas eléctricos que mayor demandan energía son los
sistemas de oxigenación implementados dentro de la sala de cultivo para
alevines numero 1, alcanzado un consumo cercano a, siendo este uno de los
ítems más frecuentes a la hora de invertir y mantener estos equipos con un
costo que bordea $12.531.659, lo cual representa el 53% de los gastos
generados durante el periodo de estudio.

El mejor indicador obtenido de consumo energético es de 2,87,
obtenido por el mes de noviembre del 2011, con una producción de 80.165
kg. de biomasa (la más alta producida en el periodo) y un consumo 229.725
kWh, lo cual representa un porcentaje de 15% del total de kWh demandados
por el centro durante el análisis.

El peor indicador obtenido de consumo energético es de 19,87
obtenido por el mes de septiembre del 2011, con una producción de 8.431
kg. de biomasa y un consumo de 167.513 kWh, lo cual representa un
porcentaje 11% del total de kWh demandados por el centro durante el análisis.

El ahorro energético que se puede generar a través de la
implementación del mejor indicador de consumo energético es de 23.748.791
103
millones de pesos lo cual representa 29% de los gastos totales de consumo
durante el periodo de estudio. Por otro lado este monto podría cubrir el 99%
de los costos invertidos en mantención de los equipos durante el periodo
de análisis.

Ante los resultados obtenidos se hace de imperiosa necesidad
establecer buenas prácticas de eficiencia energética las cuales abarquen
todas aquellas acciones que permiten a la empresa y a la línea de producción,
hacer un buen uso de los equipos, condiciones de proceso aptos para la
correcta operación de maquinarias y no generar esfuerzos que redundan en
un excesivo uso de la energía, enfocarse en la utilización de desechos y otras
medidas que velen por el uso eficiente de la energía.
Finalmente para el éxito de un programa de ahorro de energía resulta
imprescindible el compromiso de la alta dirección de la empresa para lograr
los objetivos establecidos y poder generar ahorros tanto a mediano como a
largo plazo, proyectando a la vez una imagen de responsabilidad y conciencia
de cara a inquietudes relacionadas con el medio ambiente frente a la sociedad
civil
y
las
autoridades,
quienes
obligan
a
cumplir
las
exigencias
medioambientales actuales, contribuyendo además a la reducción de
demanda energética del país y logrando de esta manera estar mejor
preparados para un escenario de oferta limitada de energía.
104
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