ejemplo de una auditoria energética en industrias

EJEMPLO DE UNA
AUDITORIA
ENERGÉTICA EN
INDUSTRIAS
28 de Noviembre de 2013 – Sede UIC - Córdoba
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO
La empresa produce una diversidad de golosinas. Las etapas
básicas del proceso generales a todas ellas son las que
enunciamos a continuación.
Disolución del azúcar y glucosa previamente pesadas.
Esta disolución es llevada por una bomba alimentadora a la
cocina donde va a ser cocinada (140ºC).
La mezcla cocinada es colocada en una mesa enfriadora.
Se agrega colorante, ácido orgánico, y especias dentro de
la mezcla en la mesa enfriadora circular.
Pasa al sector donde se le dará la forma.
Se traslada a la máquina estampadora para formar el tipo
específico de caramelo.
Luego pasará a través de un transportador donde va a ser
enfriado por un período específico de tiempo.
El producto final es llevado a una máquina envolvedora
automática la cual envolverá los caramelos individualmente.
Finalmente, el caramelo es sellado y almacenado hasta su
comercialización.
RESUMEN EJECUTIVO
En el trabajo realizado en la Industria Alimenticia - Fabricación de golosinas se analizaron
diversos parámetros y datos de producción con el objetivo de obtener mejoras que
permitan aumentar las potencialidades, disminuir costos e incrementar el rendimiento de la
instalación.
DESCRIPCIÓN DEL EQUIPAMIENTO E INVENTARIO
Dentro de este proceso productivo se distinguen sistemas específicos al servicio
del mismo:
Sistema de generación de vapor
Sistema de generación de frio
Sistema de aire comprimido
Sistema eléctrico-Iluminación
INSTALACIÓN DE VAPOR
La planta cuenta con un equipo generador de vapor - G.V. - del tipo humotubular de tres pasos de gases y
disposición horizontal. El mismo posee una superficie de calefacción de 57 [m 2] y utiliza como combustible
gas natural.
El vapor demandado por el proceso es generado entre 9 y 10 [kg/cm 2] de presión y es alimentado desde
la descarga de vapor del G.V. a los distintos receptores.
En lo referido a la recuperación del condensado generado por los distintos equipos de proceso, el mismo
no es tenido en cuenta en la totalidad de la instalación.
De acuerdo a la información de placa del fabricante, a la presión media de generación del GV en régimen
constante teórico y considerando que el agua de alimentación de caldera posee una temperatura de 20
[ºC], se estima que su producción de vapor máxima es del orden de 2102.8 [kg/hora], con una producción
específica de 36,8 [kg/hora.m2].
Consumidores de vapor
• Disolvedores (cantidad: 2).
• Pailas (cantidad: 12).
• Cocinadores (cantidad: 3).
• Calentadores de agua para limpieza (Cantidad: 3).
• Calefacción de tanques de glucosa (Cantidad: 4).
• Ablandador de chicle (Cantidad: 1).
• Extrusoras (Cantidad: 3).
• Mezclador (Cantidad: 1).
• Mesa de proceso (Cantidad: 1).
Condensado
a cloaca
Condensado
a cloaca
Vapor de agua
T
T
DISOLVEDOR
DCO-01
ABLANDADOR
DE GOMA
DE CHICLE
T
T
T
COCINADOR
COCINADOR
DC 020
COCINADOR
DC 021
2
CALENTADORES
DE MEZCLA
T
T
2 TANQUES DE
GLUCOSA
7 PAILAS
MESA
T
EXTRUSORA
T
EXTRUSORA
T
EXTRUSORA
T
MEZCLADOR
T
R
R
Agua de reposiciòn
R
Agua tratada (clorinada)
Productos quìmicos
Drenaje/condensado
Válvula bridada de control manual (vapor)
R
R
Válvula reductora de presión (vapor)
(1)
Bombas de agua
de alimentaciòn
T.E.P
Tanque expansor
de purgas
Distribuidor
de vapor
T
Trampa de
condensado
T
Condensado
a cloaca
Purgas continua (Cloaca)
DISOLVEDOR
DC-02
GV
5 PAILAS
2 TANQUES
DE
GLUCOSA
T
T
T
(1)
A chimenea
Purgas de fondo
T.E.P
a cloaca
CALENTADOR
DE MEZCLA
TANQUE DE AGUA
ALIMENACION DE G.V.
Condensado
a cloaca
Condensado
a cloaca
DIAGNÓSTICO ENERGÉTICO DE LA
INSTALACIÓN DE VAPOR
El diagnóstico energético de la instalación de vapor está
basado en el análisis de funcionamiento del generador
de vapor, de las líneas de distribución y en las
observaciones realizadas en el lugar, con el fin de lograr
un correcto aprovechamiento de la energía.
EFICIENCIA DEL GENERADOR DE VAPOR
En el cálculo de rendimiento del generador de vapor
existen dos métodos. Uno de ellos esta basado en
medidas directas de algunos parámetros, conocido
como método directo. El otro, denominado método
indirecto (utilizado en este caso) que se basa en
analizar las pérdidas y restárselas a un rendimiento
optimo del 100%. Dichas perdidas son las siguientes:
•Por calor sensible.
•Inquemados sólidos y gaseosos.
•Convección y radiación.
EFICIENCIA EN LAS LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN DE VAPOR
Para evaluar la eficiencia de las líneas de distribución de vapor, se evaluaron las
perdidas energéticas debidas a tramos de cañería sin aislar y fugas de vapor en las
mismas.
Las pérdidas de energía en tramos de cañerías y accesorios sin aislar:
corresponden a la perdida de calor por convección y radiación al ambiente a través de
la superficie exterior de los mismos, resultando:
Q = hcr . ( .d) . (ts – Tamb)
Donde:
hcr: coeficiente combinado de pérdida de calor por convección y radiación. Sus
unidades son [Kcal/hm2ºC]. Este coeficiente es función de la configuración de la
superficie, temperaturas, velocidad del aire, emisividad de la superficie entre otros.
d: Diámetro exterior de la cañería.
ts: temperatura exterior de la cañería.
Tamb: Temperatura ambiente.
Pérdidas de energía por metro lineal de cañería desnuda en función del diámetro y la
temperatura. Fuente: CONAE / Cálculo de pérdidas de energía térmica v. 1.1 – marzo
de 2007.
Pérdidas de energía por
metro lineal de cañería
aislada en función del
diámetro y la temperatura.
Fuente: CONAE / Cálculo
de pérdidas de energía
térmica v. 1.1 – marzo de
2007.
Para el cálculo del ahorro energético se tomaron las siguientes consideraciones:
•Temperatura ambiente de 21 [ºC](cañería desnuda), 18 [ºC] (cañería aislada) con velocidad del aire
moderado (inferior a 2 [m/s]).
•Material aislante: Lana mineral densidad 60 [kg/m3] y espesor recomendado.
El calor total perdido por un tramo de cañería resulta del valor de perdida unitario extraído de tablas (q),
multiplicado por la longitud total o equivalente del mismo (L).
Q = q [W/m]. L [m]
El ahorro resulta de comparar las perdidas con y sin la aislación propuesta.
Qahorro = Qs/a – Qc/a
El ahorro total estimado será de:
Q total ahorrado= 23645 [Kcal/h]
Para el cálculo de la equivalencia del ahorro energético en gasto de combustible anual, se tienen en
cuenta las siguientes consideraciones:
• Rendimiento del GV = 0,80.
• Poder calorífico inferior del gas natural 8300 [Kcal/kg].
• Horas diarias de funcionamiento = 8 hs/día; 5 días/semana; 4,2 semanas/mes, 11 meses/año.
• Consumo anual de combustible = 188100 [m3/año]
G combustible ahorrado= 6580,7 [m3/año], esto representa un 3,5 [%] del consumo total de
combustible.
Considerando el costo promedio de combustible de 1,27 [$/m3] (valor entregado por la empresa), se
obtiene un ahorro de: $ combustible ahorrado= 8357,5 [$/año]
Para este ahorro sería necesario realizar una inversión en materiales y mano de obra de $ 15246, esta
inversión se amortizaría en un plazo aproximado de 2 años.
AHORRO POR RECUPERACIÓN DE CONDENSADO
De recuperarse el condensado, la temperatura del agua de alimentación resultará mayor a
la actual (20 ºC). Realizando un balance en el tanque de agua de alimentación:
G agua alimentación. I aa = G condens . I cond + G agua rep . i ar
Donde:
G xx: gastos de fluidos entrantes y salientes [kg/h]
i aa : entalpía del agua de alimentación ( a determinar)
i cond.: entalpía del condensado = 85 Kcal/kg
i ar: entalpía del agua de reposición = 20 Kcal/kg
Consideraciones de cálculo:
Producción de vapor: 2115.3 [kg/hora]
Rendimiento térmico del Generador de Vapor: 80 [%]
Presión de generación: 9.5 [kg/cm2]. (Entalpia del vapor iv = 663.5 [kcal/kg])
70 [%] de recupero del vapor producido (estimado en función del total de equipos que
permiten recuperación y usos del vapor).
Temperatura de retorno a tanque de agua de alimentación: 80 [ºC]
Temperatura agua de reposición: 20 [ºC] (temp. de alimentación actual GV)
Gasto promedio de purga continua = 140 kg/h (medido)
Horas de funcionamiento del GV: 8 [hs/día]. 5 [días/sem]. 4.2 [sem /mes]. 11 [mes/año] =
1848 [hs/año].
Costo del combustible: 1,269 [$/m3] (dato aportado por la empresa)
El ahorro de combustible en el GV debido al menor salto de entalpía para
producir vapor es:
Ahorro comb. = 13,6 [m3 GN/h]
Considerando las horas de funcionamiento anuales de la instalación el ahorro anual
es de:
Ahorro combustible anual = 13,6 [m3 GN/h] x 1848 [h/año] = 25.132,8 [m3/año]
Esto representa un 13,4 [%] del consumo total de combustible.
Considerando las horas de funcionamiento anuales de la instalación y el costo del
combustible, el ahorro monetario resulta:
Ahorro anual = 13,6 [m3 GN/h] . 1848 [h/año] . 1,269 [$/m3] = 31.424,5 [$/año]
Para la realización de esta mejora, seria necesario realizar un sistema de recolección
de condensado mediante cañerías colectoras desde la salida de los equipos hasta un
tanque recuperador (aprovechando cisterna bajo nivel en patio próximo al sala de
caldera) y de allí bombearlo hasta tanque de agua alimentación a GV. El costo
estimado de esta instalación es de $ 110.000. De esta forma, con los costos
actuales del combustible, la instalación se amortizaría en aproximadamente 4 años.
AHORRO POR REDUCCIÓN DE PRESIÓN DE GENERACIÓN
Durante el relevamiento de la instalación se pudo observar la elevada presión a la cual se
genera el vapor (entre 9 y 10 [kg/cm2]), mientras que los equipos que utilizan vapor, lo
hacen como máximo a 6 [kg/cm2].
Cada equipo posee una válvula reductora de presión que adecua la misma a los valores de
trabajo de los mismos que, como se nombra en el párrafo anterior, nunca supera los 6
[kg/cm2]. De acuerdo a esto y a lo mencionado por el personal de la planta, se entiende
que se esta confundiendo el concepto de “Capacidad de producción de vapor” tratando de
aumentarla subiendo la presión de generación.
Datos:
• Entalpía del agua de alimentación Iaa: 20 [kcal/kg]
• Entalpía del vapor saturado a 7 [kg/cm2] I7[kg/cm2]: 657,8 [kcal/kg]
• Entalpía del vapor saturado a 10 [kg/cm2] I10[kg/cm2]: 662 [kcal/kg]
• Calor latente de vaporización a presión atmosférica (Iv 1[kg/cm2] – Il 1[kg/cm2]) : 540
[kcal/kg]
• Producción de vapor nominal del GV (Pv nominal) 2500 [kg/h] a desde 100 [ºC]
• PCI del gas natural 8300 [kcal/m3]
• Rendimiento promedio del GV 80%
• Horas de funcionamiento del GV 1848 [h/año]
• Costo del combustible 1,269 [$/m3]
Hay una disminución en el consumo de combustible entre producir a 7 [kg/cm2] y 10
[kg/cm2] de 1,5 [m3/h], o sea 0,73 [%].
El costo anual de combustible para las dos condiciones:
• 203,3 [m3/h] * 1848 [h/año] * 1,269 [$/m3] = 476761,26 [$/año]
• 201,8 [m3/h] * 1848 [h/año] * 1,269 [$/m3] = 473243,6 [$/año]
Si hacemos la diferencia entre los dos valores de gasto anual de combustible, tenemos
un ahorro anual de combustible de 3715,6 [$/año].
Observaciones y recomendaciones
INSTALACIÓN DE FRIO
La planta cuenta con un sistema frigorífico que utiliza amoníaco como refrigerante. El mismo
está destinado para el abastecimiento de una serie de unidades de tratamiento de aire
(UTAs), encargadas del acondicionamiento durante todo el año de las distintas salas de
elaboración presentes en la misma.
OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES
En lo que respecta al estado general de las UTAs, las mismas se encontraron en
condiciones de mínima limpieza. Se observaron grandes acumulaciones de polvo en el
interior de las mismas, con una mayor concentración en zona de aspiración del
ventilador, acumulándose en el motor de accionamiento y paletas de la hélice.
De acuerdo a la presencia de formaciones de hielo en los evaporadores de las UTAs y a
las lecturas tomadas en el cuadro de bombas de impulsión de amoniaco se observa una
baja temperatura evaporación, la cual, es la causante por un lado de dicho fenómeno y
por otro, de la perdida de eficiencia en la transferencia térmica en los evaporadores.
La presencia de hielo en los intercambiadores se puede deber a la necesidad de
aumentar la capacidad frigorífica en función de un aumento de la carga térmica de las
salas de elaboración. Esto se consigue bajando la temperatura de evaporación,
manteniendo constante el gasto de aire y amoniaco (esto es lo que se interpretó en el
análisis del sistema). También se debe por la excesiva carga latente generada por los
equipos de proceso (por ej. Cocinadores, disolvedores, etc.) en el aire de retorno
proveniente de las salas de producción.
Se recomienda priorizar el mantenimiento de las condiciones operativas en las UTAs para
evitar este problema.
AHORRO POR IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMA ECONOMIZADOR EN UTAS
La necesidad de acondicionamiento del aire en las salas de elaboración y envasado
implica el uso prácticamente continuo durante todo el año de la instalación frigorífica para
mantener las condiciones ambientales en el interior de los recintos acondicionados (valores
psicométricos promedio 20 ºC, 50 % HR). Esto se consigue mediante la recirculación de
amoniaco en las UTAs (Unidades de Tratamiento de Aire), las cuales funcionan bajo el
siguiente esquema:
Implementando un sistema economizador en las UTAs mediante una técnica denominada
“free cooling” (enfriamiento gratuito). Ésta, consiste en utilizar el aire exterior en
momentos en que su entalpía resulta menor a la del aire interior de los recintos,
pudiéndose obtener de esta forma un importante ahorro de energía eléctrica por el hecho
de prescindir (o reducir las necesidades) en determinados momentos del funcionamiento
de la planta frigorífica (compresores y condensadores). El esquema de trabajo bajo este
concepto resulta de realizar algunas modificaciones en las unidades de tratamiento de
aire (UTAs), operando de la siguiente forma:
ESTIMACIÓN DEL AHORRO ENERGÉTICO
Para la estimación del ahorro energético que se consigue con la implementación de este
sistema se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones:
• Para estimar la potencia real de los equipos, se tuvo en cuenta factores de carga que
varían entre 0,88 y 0,90.
• Las potencias consumidas por el sistema de compresión varía de acuerdo a la
temporada del año: para verano se considero que funcionaban todos los compresores,
para otoño-primavera solo dos compresores y para invierno solo un compresor.
• La potencia consumida por los sistemas de recirculación de amoniaco, condensación y
enfriamiento de los compresores se mantienen constante para todas las estaciones del
año.
• Las reducciones energéticas en cada época del año, va en función del tiempo que se
estimo en el funcionamiento de los compresores. Debido a que el sistema free cooling no
reduce el 100% de energía consumida por la instalación frigorífica:
• Se estimo para el ahorro anual: 10 horas diarias, 5 días a la semana, 4,2 semanas al
mes y 11 meses al año de funcionamiento.
• Costo de la energía: $ 0,46 / kWh.
Considerando los consumos reales de los equipos de la instalación de los que podría
prescindirse, la variación estacional de la demanda de frío, los meses en los que se
aplicaría y los porcentajes considerados arriba, podemos determinar el ahorro de energía
y monetario que podría lograrse aplicáramos esta alternativa.
El costo estimado
para realizar las modificaciones necesarias resulta del orden de $
150.000, resultando de esta forma, a precio fijo de la energía, pay-back de 8,17 años.
INSTALACIÓN DE AIRE COMPRIMIDO
La planta, para poder operar, necesita de la generación de aire comprimido. El mismo
se genera mediante tres compresores, dos de ellos a pistón (C1 y C2) y el restante a
tornillo (C3). La presión de generación del sistema es de 7 [kg/cm2]. La alimentación a
la red de distribución de aire se realiza desde dos puntos. Uno de ellos compuesto por
C1 y C2, los cuales, desde sus respectivos depósitos, descargan a un colector común
que, previo paso del aire comprimido por un conjunto de separadores de condensado
(SL-1 y SL-2) es enviado a la red. El segundo punto, formado por el C3, descarga el
aire a un tanque pulmón y desde el mismo se deriva a la red de la planta.
Los principales receptores de aire comprimido, son las maquinas de elaboración,
envasado y empaque.
El modo operativo en puesta en marcha y parada, que se lleva a cabo en la planta de
los compresores de aire, es de la siguiente manera:
• De las 02:00 hs. hasta las 05:00 hs. funcionan C1 y C2 solamente.
• De las 05:00 hs. hasta las 14:00 hs. funciona C3 solamente.
• De las 14:00 hs. hasta las 20:00 hs. funcionan C1 y C2 solamente.
La distribución de este servicio a los distintos consumidores se realiza por cañerías que
recorren la totalidad de la planta y descarga a los distintos equipos consumidores
disponiendo, si los mismos lo requieren, de un regulador y de una válvula de cierre. Las
líneas en su totalidad, poseen la pendiente y purgadores necesarios para evacuar el
condesando.
ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN
F
TP3
C3
F
F
1
2
3
4
1
2
3
5
TP2
4
5
TP1
C1
C2
A PROCESO
REFERENCIAS
F
FILTRO
SL-1, SL-2
SEPARADOR DE LÍQUIDO
C1, C2, C3
COMPRESOR DE AIRE
TP1, TP2, TP3
TANQUE PULMON
LINEA DE AIRE COMPRIMIDO
SERPENTIN DE ENFRIAMIENTO
LINEA DE ASPIRACIÓN
SL-2
SL-1
PURGAS
ANÁLISIS DE LA TEMPERATURA DE ASPIRACIÓN DE COMPRESIÓN
Con el fin de comprobar las condiciones de funcionamiento de la instalación, se realizaron
mediciones de temperatura del aire comprimido en los compresores C1 y C2.
En lo referido a los valores de la tabla, podemos ver que en el momento en que la
temperatura exterior era de 18 [ºC] en la sala de compresores, lugar donde aspiran aire los
mismos, se incrementa 8 [ºC] la temperatura ambiente. Ello muestra una incorrecta
ventilación natural del ambiente. Este aumento excesivo de la temperatura en la aspiración
de los compresores, reduce el rendimiento de la compresión e incrementa el consumo de
energía. Se estima que por cada 4 [ºC] de incremento en la temperatura del aire de
succión se incrementa en un 1 % la energía consumida por el compresor para la
misma cantidad de aire comprimido. De acuerdo a esta estimación y considerando que la
energía consumida por ambos compresores en una hora de funcionamiento normal (C1 y
C2) que es del orden de los 16,2 [kWh], el ahorro energético horario estimado respecto de
una temperatura de aspiración de 18 [ºC] (temperatura ambiente medida) es del orden de
3,24 [kWh]. Tener en cuenta, que este valor varía de acuerdo a las condiciones ambientales
dentro y fuera de la sala de compresores, así también como la época del año.
ANÁLISIS DE LAS FUGAS DE AIRE EN LA INSTALACIÓN
Con el fin de poder determinar las fugas de aire comprimido de la instalación, se procedió a
la medición de la duración de funcionamiento de los compresores, en momentos en donde
la planta se encontraba parada, es decir, sin consumos.
Los equipos registradores arrojaron un valor de 53 minutos de funcionamiento durante 6
horas de medición (tiempo en que la planta no trabajo).
Considerando el tiempo de funcionamiento de la instalación, el ahorro anual estimado de
energía que podría lograrse de no realizar las mejoras resultaría:
Ahorro anual = 1,25 kWh/h . 17,6 h/dia . 5 día/sem . 4.2 sem/mes . 11 mes/año =
Ahorro anual = 5083 kWh/ año
Considerando el costo de la energía:
Ahorro monetario: 5083 kWh/año . 0,46 $/kWh = 2135 $/año
FUGA DE AIRE PURGADOR DEPÓSITO C3
Para poder estimar un costo por fuga de aire para este caso, se tuvieron en cuenta las
siguientes consideraciones:
• Números de fugas 1 (valor estimado de acuerdo a lo observado).
• Diámetro del orificio 2 [mm] (valor estimado de acuerdo a lo observado).
• Presión de trabajo 7 [bar].
• Caudal de fugas (Qf) (es función de los diámetros de los orificios y presión de trabajo)
Qf = [k . d2 [mm]. (P[bar])1/2 ]. ff
Donde:
K: cte de proporcionalidad. (0.45-0.55)
ff: factor de forma del orificio: orificios redondeados multiplicar por 0,97, orificios con
bordes afilados multiplicar por 0,61.
Con todos estos datos, podemos estimar el costo por fugas de aire comprimido por año.
C. por fugas= nº de fugas x Qf [l/s] x Pes [kW/[l/s]] x Tf [h] x Ce [$/kWh] x Oba
C. por fugas= 1 x 1,82 [Nl/s] x 0,385 [kW/Nl/s] x 4066 [h/año] x 0,420 [$/kWh]
Costo por fugas: 1197 [$/año]
MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA
La Empresa se abastece de energía desde la red de media tensión por medio del servicio
prestado por la Empresa Provincial de la Energía (EPE). La planta posee dentro de sus
instalaciones un transformador que alimenta a los distintos consumos en baja tensión, a
través de dos tableros de corte general.
La configuración de los tableros es la siguiente: desde el secundario del transformador
parten dos líneas de alimentadores conformados por una terna de conductores de 3x70
mm2 y otra de 3x240 mm2 que acometen a los tableros de corte general mencionados: el
tablero A y el B, según las denominaciones de la misma empresa. A su vez, cada uno de
estos tableros alimenta a otro conjunto de cargas mediante distintos tableros seccionales,
algunos ubicados en esta misma sala que lo tableros principales y otros distribuidos dentro
de la planta.
La compensación del factor de potencia se hace de dos formas: una primera corrección se
hace de forma fija en algunos de los tableros distribuidos dentro de la planta y una
segunda corrección que se hace de forma fija/temporizada desde un tablero de corrección
ubicado en el mismo recinto de los tableros de corte general.
En este último caso, el banco para corrección del factor de potencia es comandado por un
relé temporizador mecánico y tiene dos pasos de 20 KVAr - 400 V. El banco posee una
protección general dada por un seccionador fusible de 3x100 A y cada uno de los pasos
posee fusibles NH de 3x63 A. El temporizador está programado para conectar los dos
pasos todos los días en los horarios comprendidos entre las 4 hs y las 17 hs.
ESTUDIO DE LA CONTRATACIÓN DE POTENCIA - ANÁLISIS DEL CUADRO
TARIFARIO
• Empresa proveedora del servicio eléctrico: EPE
• Tensión de suministro: media tensión, 13,2 kV.
• Tarifa: tarifa 2 Grandes demandas - Demanda mayores o iguales a 300 kW.
• Capacidad de suministro contratada: Punta 190 kW – Fuera de punta 300 kW
Potencia Contratada y Registrada
kW
Observando las facturas de energía de
aproximadamente un año y medio, se
puede observar que las potencias
registradas se encuentran por debajo
de las contratadas en casi toda
instancia. El consumo de potencia esta
dado por la demanda de ventas del
mercado, por lo que no es de mucha
simplicidad saber que potencias a
contratar.
350
300
250
200
150
100
50
0
Ene11
Feb11
Mar11
Abr11
May11
Jun- Jul-11 Ago11
11
Punta contratada
Sep11
Oct11
F. punta contratada
Nov11
Dic11
Ene12
Punta registrada
Feb12
Mar12
Abr12
May12
Jun- Jul-12
12
F. punta registrada
Variación del Factor de Potencia
1,00
0,98
0,96
0,94
0,92
0,90
0,88
0,86
0,84
0,82
Ene11
Feb11
Mar11
Abr11
May11
Jun- Jul-11 Ago11
11
Sep11
Oct11
Factor de Potencia medido
Nov- Dic-11 Ene11
12
Feb12
Factor de potencia exigido
Mar12
Abr12
May12
Jun- Jul-12
12
En el periodo detallado vemos que
factor de potencia medido se
encuentra por encima del valor exigido
(0,95) por la proveedora de energía
solo el 50% de los meses, y por ello
existen recargos en la factura de
energía, el mayor de estos fue en
Enero de 2011 con un valor de 22%; el
resto de los meses se ha contado con
una bonificación, la mas significativa
se dio en Diciembre de 2011 con
2,25%.
FACTOR DE POTENCIA
Se aprecia que durante los momentos de plena demanda, el factor de potencia total toma
valores cercanos a 0,9.
El banco de corrección del factor de potencia posee sólo dos pasos, de 20 KVAr cada uno
que se conectan todos los días mediante un temporizador, lo que hace a un funcionamiento
poco escalable y a la imposibilidad de efectuar una regulación fina del factor de potencia.
Es por ello, que cuando se ven las variaciones de la energía reactiva a lo largo de toda la
semana pueden verse valores negativos.
Recomendación:
Montar un
banco automático para corrección
del factor de potencia general
para toda la instalación, ubicado
en el mismo tablero en donde
actualmente se lleva a cabo la
corrección temporizada con 40
KVAr (tablero nº 3, según
nomenclatura provista por la
planta).
Como ya se mencionó, en el último año se pagó $1300 en concepto de recargos por bajo
FP (aunque en años anteriores el monto fue mayor), con lo cual, si adoptamos este
recargo como constante para todos los años, vemos que la inversión inicial se amortizaría
en aproximadamente 5,35 años (64,2 meses).
ESTUDIO DE ILUMINACIÓN
Se tomaron medidas de los niveles de iluminación y de esta forma corroborar si se
cumple con los valores mínimos reglamentados por la Ley número 19.587 de Higiene y
Seguridad en el Trabajo, con su Decreto Nº 351/79.
La iluminación utilizada en la planta, en toda la parte de proceso de fabricación es por
medio de lámparas tubulares fluorescentes, mayormente con una potencia de 36W con
balastos electromagnéticos, también se han encontrado lámparas de 40W y 105W.
Las luminarias son de 1x36W, 2x36W, 1x40W, 2x40W y 1x105W, algunas de ellas
compuestas por difusores acrílicos.
Luminarias de 1x36W con difusor
acrílico
Luminarias de 2x36W con difusor
acrílico
RELEVAMIENTO DE ILUMINACIÓN
AHORROS PROPUESTOS
•Reemplazo de balastos estándar por electrónicos para fluorescentes
Para fluorescentes de 105 o 110W
Tabla Comparación de balastos
Para fluorescentes de 36 o 40W
Tabla Comparación de balastos
CAMBIO POR LÁMPARAS Y LUMINARIAS FLUORESCENTES MÁS
EFICIENTES
Esto es pues, referido para los sectores donde encontramos lámparas fluorescentes.
Además de las medidas ya propuestas en iluminación, también se aconseja en el caso de
tener que agregar y/o reemplazar luminarias para tubos fluorescentes realizarlo por
plafones estancos de alto rendimiento para tubos T5 de 2 x 28 W.
Si bien los beneficio de una luminaria con tubos T5 respecto a T8 son muchos para el caso
de recambio la inversión es importante por lo cual la amortización es a largo plazo, con lo
cual se recomienda que esta medida se realice en forma progresiva.
Comparación de performance y Beneficios de lo fluorescentes T5:
• El Tubo T5 tiene una vida útil hasta 3 veces más de un tubo T8 o un tubo T12.
• Mayor rendimiento en lúmenes por Watt 104 Lm/ W T5 vs. los 83 Lm / w de los T8.
• Ahorro energético de un 35 a un 50% por menor potencia instalada 4,5 W / m2 T5 vs. los
13 W / m2 de los T8.
• Costos mínimos de climatización gracias a las temperaturas menores de los dispositivos.
• Precalentamiento protector de la lámpara y arco voltaico estable, libre de parpadeo
durante el funcionamiento.
• Proporciones óptimas de luz en el puesto de trabajo para mayor eficiencia y productividad.
• Sin efecto estroboscópico peligroso de 100Hz y sin parpadeo de cátodos.
• Consumo mínimo de energía e impacto ambiental mínimo gracias a la reducción de C02,
óxido de azufre y óxidos de nitrógeno.
CALCULO DEL AHORRO DE ENERGÍA POR REEMPLAZO DE LÁMPARAS
MÁS EFICIENTES
Como se menciono anteriormente, un fluorescente con balasto electrónico tiene una mejor
eficiencia energética, por tal motivo, estos balastos reducen el consumo de potencia de la
luminaria. El conjunto de dos fluorescentes de 28 W y un balasto electrónico consumirán
una potencia de 60 W aproximadamente, contra dos fluorescentes de 36W y dos balastos
electromagnéticos (actualmente instalados), lo cual es 92 W; lo mismo ocurre con las
luminarias que están compuestas por una lámpara 30W contra 46W.
La diferencia de energía consumida anual entre los equipos actualmente instalados y los
propuestos 22.437,9 kWh/año.
INVERSIÓN:
Un tubo fluorescente T5 tiene un costo de $16,74; y un balasto electrónico para ser
utilizado en luminarias de dos de estos tubos ronda en $62,72. Por lo tanto, para realizar
el recambio en una luminaria completa de 2x36W por 2x28W, tendremos un gasto de
$96,2, y para luminarias de 1 lámpara un costo de $79,5. Nuestra inversión será de $
21.864,9 y el período de recuperación: inversión/ahorro: 25,4 meses
CAMBIO DE ILUMINACIÓN DEL PATIO INTERNO
Este punto solo hace referencia al reemplazo de las lámparas existentes en el patio
(mezcladoras de 250W) por su equivalente en lámparas bajo consumo con la misma
luminosidad. El reemplazo es directo, y en este caso se hace por lámparas bajo
consumo espiral de 85W. El flujo luminoso de una lámpara mezcladora es de
aproximadamente 5000lm (lúmenes) y el de la bajo consumo aconsejada es de 5100lm.
Para los cálculos a continuación se considera un promedio de 10 horas encendidas por
día a lo largo del año. Esto es referido a la variación de horas naturales que tenemos en
el transcurso del año.
MUCHAS
GRACIAS
ING. ADRIÁN FABIO D’ANDREA
afadandrea@gmail.com
0342 – 155401331
Pje. Gianello 695
3000 - Santa Fe
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