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ISSN 2027-744X > No. 3, FEBRERO DE 2011

Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Fondo Multilateral de Inversiones Miembro del Grupo BID


Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Fondo Multilateral de Inversiones Miembro del Grupo BID


Contenido

Introduccion...........................................................................................................................................................................

3

1. Entorno del subsector productivo (floricultor)................................................................................................... 9 1.1. Descripción general del subsector (información global)...................................................................... 9 1.2. Descripción general de los procesos productivos del subsector. y costos de producción..................................................................................................................................... 12 1.3. Utilización de la energía en los procesos.................................................................................................... 14 2. Plan de administración energética para el subsector productivo............................................................... 2.1. Caracterización energética del subsector productivo...................................................................... 2.2. Responsabilidad de la dirección................................................................................................................ 2.3. Estructura de la organización técnica..................................................................................................... 2.4. Construcción e inplementación de indicadores ................................................................................. 2.5. Plan de control y monitoreo........................................................................................................................ 2.6. Variables de control y monitoreo.............................................................................................................. 2.7. Vigilancia tecnológica................................................................................................................................... 2.8. Medidas de uso racional y eficiente de la energía............................................................................. 2.9. Implementación de mejoras energéticas............................................................................................... 2.10. Evaluación de resultados..............................................................................................................................

16 16 20 20 20 20 20 20 21 21 21

3. Fundamentos técnicos energéticos involucrados en el proceso productivo....................................................................................................................................................................... 3.1. Sistema de refrigeración ................................................................................................................................ 3.2. Sistema de bombeo de agua........................................................................................................................ 3.3. Sistema de motores......................................................................................................................................... 3.4. Sistema de iluminación................................................................................................................................... 3.5. Sistema de vaporización................................................................................................................................

21 21 25 26 27 32

4. Herramientas de diagnóstico energético............................................................................................................ 4.1. Diagnóstico preliminar.................................................................................................................................... 4.2. Estudio detallado de las soluciones de ahorro por medidas operacionales y de mantenimiento o de buenas prácticas operacionales (bpo)........................................................................................................................................ 4.3. Estudio de las soluciones de ahorro de energía por medidas de cambio tecnológico............................................................................................................. 5. Identificación de ineficiencias y formulación de medidas de ahorro........................................................ 5.1. Secuencia de identificación de ineficiencias con enfoque a la aplicación de medidas................................................................................................................................. 5.2. Mediciones de consumo y variables de proceso................................................................................ 5.3. Análisis de ineficiencias en consideración del problema, de la causa y solución. ...............................................................................................................................

33 33 33 34 35 35 35 36

6. Oportunidades de ahorro energético.................................................................................................................. 43 7. Opciones en el mercado para ahorro de energía.............................................................................................. 46 Glosario de terminos.........................................................................................................................................................

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Conversion de unidades..................................................................................................................................................

51

Bibliografia............................................................................................................................................................................

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Introducción La Cámara de Comercio de Bogotá-CCB es una institución de servicios de carácter privado que representa al sector empresarial y a la comunidad en su conjunto que, en aras del bienestar general de la comunidad, promueve programas y desarrolla actividades que contribuyen al desarrollo económico, social y cívico de la ciudad de Bogotá D.C. y su zona de influencia. La Cámara de Comercio de Bogotá suscribió el convenio ATN/ME-11056 con el Banco Interamericano de Desarrollo en su calidad de Administrador del Fondo Multilateral de Inversiones (BID-FOMIN), el cual tiene por objeto la Promoción de Oportunidades de Mercado en Energías Limpias y Eficiencia Energética. Dentro de este proyecto se encuentra el desarrollo de las guías metodologicas sectoriales para realizar diagnósticos energéticos. En la actualidad las pequeñas y medianas empresas del sector floricultor concentran sus esfuerzos para mejorar el rendimiento de sus procesos, los cuales están plenamente ligados al consumo de recursos energéticos, en donde la mayoría de los casos tienen un alto impacto en los costos de operación. Por tal motivo las Pymes buscan reducir sus consumos energéticos y a su vez incrementar la productividad de sus procesos mediante la implementación de nuevas tecnologías, optimizando los recursos energéticos tomando como base los diferentes procedimientos y estrategias existentes. Por otra parte, una de las tareas más importantes es el alineamiento de todos los aspectos, metas y objetivos de la administración de los recursos energéticos, con los objetivos estratégicos de la empresa a través de una política energética. Las principales deficiencias en la gestión generan importantes incrementos de los consumos y costos energéticos en una empresa. Ellas están relacionadas con los esfuerzos aislados, la falta de coordinación, planeación, conocimiento, procedimientos, evaluación, por la dilución de responsabilidades y por la carencia de herramientas de control. El objetivo de la gestión de la energía es lograr la mayor reducción posible en los consumos energéticos, utilizando la tecnología disponible en la empresa e implementando las modificaciones necesarias para alcanzar la máxima eficiencia y la mayor rentabilidad. Lograr este objetivo de forma permanentemente requiere de la implementación de un sistema de gestión, cambios de hábitos y generación de una cultura energética. En este documento se establece una guía metodológica para realizar estudios de eficiencia energética en las instalaciones de Pymes asociadas al sector Floricultor. El objetivo principal es brindar un apoyo técnico a los empresarios, gerentes y personal técnico-operativo en los siguientes aspectos: • Establecer medidas de ahorro por ejecución de buenas prácticas operacionales y de mantenimiento. • Formular un plan de administración y manejo de energía. • Referenciar los avances tecnológicos propios del subsector. • Propuesta de manejo de indicadores energéticos a través de formatos para la aplicación de un plan de control y monitoreo. Se espera que esta guía permita a este sub-sector fomentar una cultura organizacional de ahorro energético, que lleve a la industria PYME a la sostenibilidad y optimización de sus recursos y procesos, alcanzando: • Reducción de costos, aumento de la eficiencia, y disminución del impacto ambiental. • Mejoramiento continúo del desempeño energético. • Aumento del compromiso y conocimiento de las consideraciones energéticas. • Mejora de la comunicación en la administración de los recursos energéticos al interior de la organización.


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1. Entorno del subsector productivo 1.1 Descripción general de subsector Por muchos años la floricultura ha realizado importantes contribuciones a la economía nacional generando divisas y empleo, siendo un ejemplo de esfuerzo característico en los empresarios Colombianos. La producción de flores en Colombia está destinada primordialmente a la exportación, siendo el segundo exportador en el mundo después de Holanda y representando el 14% del valor mundial de las exportaciones del producto. Este sector pertenece al Sector Agrícola Exportador, el cual, para la economía nacional es una de sus principales fuentes de ingreso puesto que representa el 6.6% del PIB agrícola colombiano. De acuerdo a lo anterior, dicho resultado se refleja en la magnitud de las áreas cultivadas (7.500 hectáreas), donde la mayor extensión de cultivos se encuentra en Cundinamarca con un 76% , en Antioquia el 19% y en el centro y occidente del país el 5%. La producción de flores se concentra en en las rosas, seguida por la de claveles, teniendo en cuenta que Colombia es el principal productor-exportador mundial de dicha variedad de flor. A continuación (Tabla 1.) se muestra la distribución de la producción por variedad de flor: Producto

Producto porcentual (%)

Rosas

32

Claveles

14

Mini claveles

7

Crisantemos y pompones

8

Astromelias

5

Otros

33

Los demás

1

Tabla 1. Distribución porcentual de la producción de flores en Colombia.

Durante varios años la demanda de flores en Colombia dependió básicamente de las temporadas festivas de los mercados consumidores, haciéndolas fluctuantes y variables al comportamiento de estos. Se identifica como los periodos de mayor demanda de flores en el año el día de San Valentín (entre la semana 3 y la semana 5 del año), el día de las madres (semanas 15 a 17 del año) y el día internacional de la mujer (semana 10 del año). En los últimos años Colombia se ha consolidado en el mercado de las flores como el principal proveedor de los Estados Unidos, convirtiéndose este en el mayor destino de las exportaciones del país. En gráfica 1 se presenta el comportamiento de la exportación de flores durante el periodo desde el año 2000 hasta el año 2004 en millones de dólares y miles de toneladas:

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Exportación de flores de Colombia 2000-2004

720

700 600

680 500

660 640

400

620

300

600

Miles de Toneladas

Miles de Dólares (US)

700

200 580 560

100

540

0 2000 2001 2002 2003 2004 Miles de Dólares (US)

Miles de Toneladas

Gráfica 1. Distribución porcentual de acuerdo a los productos mencionados.

Por otra parte, el comportamiento de las exportaciones durante el año 2011 aumentó en los dos primeros meses tanto en valor (40 %), como en volumen (23 %), en comparación con igual período de 2010. Mientras en enero y febrero del año 2010 se exportaron 32.487 toneladas de flores por 166,8 millones de dólares, en el primer bimestre de 2011 se enviaron a los mercados internacionales 39.965 toneladas por valor de 234,4 millones de dólares.

Incremento en exportaciones de flores Colombia 2010-2011 45000 40000 39.965

35000 Flores (Tcn)

10

30000 25000

32.487

20000 15000 10000 5000 0 2010

Gráfica 1A. Incremento de las exportaciones periodo 2010-2011

2011


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Panorama general PYME industria Floricultora La industria floricultora en Colombia genera una gran cantidad de empleos en sus zonas de influencia. El total de empleos generados es de 219.323, de los cuales 120.640 son directos y 68.683 son indirectos. Cabe aclarar que el sector genera el 25% del empleo rural femenino en Colombia, en donde se han visto muy beneficiadas especialmente las madres cabeza de familia. Se estima que el sector ocupa 16 trabajadores por hectárea cultivada, caracterizándolo por emplear más personal por hectárea que otros sectores como el caficultor (0.8 trabajadores/hectárea) y el sector algodonero (0.2 trabajadores/hectárea). La distribución porcentual de la mano de obra está representada principalmente por los empleos directos, a continuación se presenta la distribución general de los empleos en el sector:

Distribución de mano de obra en el sector floricultor 54 54

Flores (Tcn)

52 50 48 46

46 44 42 Directa

Indirecta

Clasificación de obra en el sector financiero 100 93

Flores (Tcn)

80 60 40 20 7 0 Operario

Admon tec. y Prof.

Gráfica 1B. Características generales de la mano de obra en el sector floricultor

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El sector floricultor cuenta con distintas ventajas de carácter natural y económico, las cuales han aportado diversas fortalezas para sobresalir en el mercado internacional. Algunas de estas ventajas se enuncian a continuación: • Bajos costos en mano de obra, almacenamiento y transporte, debido a la cercanía a los lugares de embarque (Aeropuertos) • Acceso varios países del mundo, gracias a la presencia de los dos océanos. • Clima y topografía adecuada para la producción. • Primer productor-exportador de claveles del mundo. • Nivel de mano de obra; cerca de un millón de colombianos dependen de la floricultura • Cuenta con importantes programas de responsabilidad social, además del apoyo de organizacio nes nacionales e internacionales. • Alta competitividad gracias a las preferencias arancelarias de ingreso al mercado de Estados Unidos otorgadas por el sistema ATPDEA . De acuerdo a lo anterior, el sector floricultor en Colombia está en la capacidad de exportar el 95% del total de la producción de flores, propiamente flores cortadas (rosas y claveles principalmente).

1.2 Descripción general de los procesos productivos del subsector El proceso productivo de las flores en Colombia se compone de cuatro (4) etapas las cuales son: • Propagación plantas madres. • Propagación enraizamiento. • Producción. • Post-cosecha. En la primera etapa se realiza la propagación mediante las plantas madres, la cual es el área del cultivo donde se siembran las plantas con el fin de producir esquejes. Posteriormente se presentan los bancos de enraizamiento, proceso en el cual se toman los esquejes para la producción de raíces, cosa que dará pie al crecimiento y desarrollo de la planta final.


 Foto 1. Cultivos de rosa roja, amarilla y blanca. Finca floricultora de la sabana de Bogotá


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En la tercera etapa de producción, los esquejes son enraizados para ser sembrados, por lo que se realizan procesos previos como lo son la preparación de suelos, siembra, riego, fertilización, entre otros esenciales para el desarrollo de las flores.

Foto 2. Bombas del proceso de riego y fertilización de Bogotá

En la última de producción se realiza la selección de la flores, empaque, tratamiento sanitario y su conservación para la exportación en cuartos fríos. En la figura 1 se presenta el esquema general del proceso de producción de flores: PLANTAS MADRE BANDOS DE ENRAIZAMIENTO

CONSTUCCIÓN Y MITO DE INFRAESTRUCTURA PREPARACIÓN SUELO DESINFECCIÓN SUELO SIEMBRA RIEGO Y FERTILIZACIÓN CONTROL DE PLAGAS Y ENFERMEDADES

COSECHA CLASIFICACIÓN

EMPAQUE

EMPAQUE

Flores mercado nacional

TRATAMIENTO SANITARIO ALMACENAMIENTO

DESPACHO Figura 1. Diagrama general del proceso de producción de flores en Colombia.

Flores de exportación

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1.3 Utilización de la energía en los procesos En los procesos productivos del sector floricultor la principal fuente de energía es la eléctrica. En algunas ocasiones la energía proveniente de combustibles también hace parte de los procesos indirectos en la producción, pero su participación porcentual con respecto a la energía eléctrica es mínima. Los sistemas consumidores de energía eléctrica involucrados en el proceso productivo de las empresas pertenecientes al subsector floricultor son: • Sistemas de refrigeración • Sistemas de bombeo • Equipos de proceso (transportadores, cortadoras, etc.) • Sistema de vaporización • Sistemas de iluminación y ofimáticos


 Foto 3. Equipos de conservación (cuartos fríos) y equipos de preparación de producto terminado (cortadora de espinas)

La distribución porcentual característica del consumo de energía eléctrica en los procesos productivos del sector floricultor, muestra que los sistemas de mayor incidencia son los sistemas de refrigeración y bombeo. En algunas aplicaciones los equipos vaporizadores de azufre utilizados para control de plagas, representan el sistema de mayor consumo d energía. En la tabla 2 se presenta la distribución porcentual característica del consumo de energía eléctrica del sector:

Sistema

% Participación

Vaporización

33%

Bombeo

31%

Proceso

17%

Refrigeración

10%

Ofimáticos

6.3%

Otros

1.2%

Iluminación

0.9%

Total

100%

Tabla 2. Distribución porcentual del consumo de energía eléctrica del sector floricultor.


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Distribución típica porcentual del consumo de energía por sistemas Sector floricultor 35%

33%

31%

30% 25% 20%

17%

15% 10%

10% 5%

6.3%

1.20%

0.90%

0% Vaporización

Bombeo

Proceso

Refrigeración

Ofimático

Otros

Iluminación

Gráfica 2. Distribución energética por sistemas - sector floricultor.

Por otra parte, el consumo de combustibles (generalmente gas natural) está asociado básicamente a vehículos pesados para transporte dentro de las fincas procesos de calentamiento de agua, cocción de alimento en casinos, entre otros. El comportamiento energético del sector floricultor Colombiano se describe mediante la siguiente matriz energética: Matriz Energética por fuentes Energético

Consumo final (Tcal)

Participación porcentual %

Carbón mineral

24.084

58

Energía eléctrica

12.270

30

Diesel

0.25916

6

Gasolina

0.105

2

Crudo de Rubiales

0.007

1.5

Crudo de Castilla

0.04

1

Gas natural

0.026

0.8

GLP

0.0138

0.6

TOTAL

41.499

100

Tabla 2A. Distribución porcentual del consumo de energía eléctrica del sector floricultor en Colombia.

El perfil de la matriz energética muestra que el 58 % de los consumos tiene como fuente el carbon mineral con aplicación en los procesos termicos de calderas y uso del calor en forma directa para la desinfección. El 30% lo constituye la energia eléctrica con enfasis en fuerza motriz e iluminación. El 6% se presenta en el diesel aplicado a Plantas Electrógenas y el parque automotriz para transporte de materia prima y producto final. El 2% corresponde al uso de gasolina para los vehículos livianos. El 3.9% restante está representado por el crudo de rubiales, crudo de castilla, gas natural y GLP.

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30% 58% 6%

2% Carbon mineral Energia eléctrica Diesel Gasolina Crudo de Rubiales Crudo de Castilla Gas natural GLP

1.5% 1% 0.8% 0.6%

Gráfica 2A. Participación porcentual típica por tipo de energético sector floricultor

2. Plan de administración energética del subsector productivo 2.1 Caracterización energética del subsector productivo Es un procedimiento de análisis cuantitativo y cualitativo, que permite apreciar la eficiencia con la que el establecimiento o empresa está administrando los recursos energéticos requeridos en sus procesos productivos. La caracterización energética es el paso previo para la implementación plan de administración de energía. El análisis cualitativo se usa como herramienta para conocer las debilidades en cuanto a la administración de los recursos energéticos. En cuanto al análisis cuantitativo, se utiliza para conocer niveles de eficiencia de los procesos y equipos que participan en estos, así como también de las pérdidas y los lugares donde se producen y la identificación de los potenciales de ahorro energético. Para el desarrollo de la caracterización se plantean a continuación las pautas para un adecuado análisis cuantitativo y cualitativo de la empresa y sus procesos productivos.


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Información base para la administración de la energía. Para este punto se requiere la obtención de información relevante de consumos de energía por facturación mensual e información de producción mes a mes. Con la información obtenida de consumo y producción se debe establecer una correlación, con el fin de determinar cómo se encuentra la planta en términos de eficiencia energética, para esto se pueden encontrar los siguientes escenarios:

blecimiento, tomando el valor aproximado de las facturas de energía, combustible, diesel y demás energéticos que la empresa demande, así como también se debe tener el registro de las tarifas unitarias asociadas a cada tipo de energético ($/ kWh., $/m3, $/GAL, entre otros). Administración de la energía en la empresa. A continuación se presentan los aspectos básicos que se deben tener en cuenta para llevar una adecuada administración de la energía.

• La energía aumenta, pero a su vez se incrementa el nivel de producción

1. Un responsable de los asuntos energéticos de la empresa.

• La energía disminuye, de acuerdo a un nivel de producción más bajo

2. Se deben plantear metas y estrategias en cuanto al consumo de energía.

• La energía aumenta, pero a un nivel de producción inferior

3. Debe existir un control (toma de datos de energía y producción) y procesamiento de datos para un adecuado manejo de la eficiencia energética de la planta.

De los posibles casos presentados anteriormente se puede concluir lo siguiente, los dos primeros son ideales y debe ser la meta de un programa de eficiencia energética, se podría concluir que la energía guarda una buena correlación con los niveles de producción. El último caso denota un uso deficiente de la energía porque a pesar que la producción disminuye, la energía aumenta. Estos casos deben ser estudiados en detalle, las alteraciones en el consumo de energía pueden verse afectados por factores alternos a la producción, sin embargo es posible tomar como guía la comparación entre estos dos parámetros, en los casos en los que no se encuentren relaciones muy cercanas entre energía y producción, es necesario evaluar que acontecimiento atípico ocurrió el mes donde no se encontró correlación, esto puede verse reflejado en la inclusión de nuevos consumidores no asociados a la producción por ejemplo. Información técnica general de la empresa y sus procesos productivos. La información técnica general hace referencia a la información sobre los sistemas y equipos que intervienen en los procesos productivos de la empresa, esto es, elaborar un inventario con el fin de desarrollar una distribución energética de la empresa y de esta manera tener claro los equipos y sistemas más relevantes en cuanto a consumos energéticos. Como información general también se deben tener en cuenta los consumos energéticos del esta-

4. Se debe contar con un plan estratégico para la corrección de ineficiencias encontradas en la empresa. La caracterización de la empresa se complementa con la identificación de la capacidad de innovación tecnológica en los procesos productivos y en las áreas o equipos no asociadas a éstos. Otras herramientas aplicables a las actividades son: Diagramas de correlación E Vs. P, diagramas de índice de consumo Vs. producción equivalente y gráficos de tendencia. A continuación se presenta una metodología para la toma de información y procesamiento de la misma, con el ánimo de elaborar una correcta caracterización energética. En esta etapa se busca determinar posibles anomalías en el comportamiento de los consumos a través del tiempo comparando producciones y consumos pasados con los actuales o los más recientes, identificando mejoras o desaciertos en las políticas productivas y energéticas tomadas en el pasado. Para poder caracterizar energéticamente una empresa, se utilizan las siguientes herramientas: • Diagrama de Dispersión y Correlación Es un gráfico que muestra la relación entre los datos obtenidos, en este caso consumo de energía

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y niveles de producción, mes a mes. Su objetivo es mostrar la correlación, positiva o negativa entre las variables antes mencionadas. El objetivo principal de este tipo de gráfico es mostrar si las variables incluidas en la gráfica están correlacionadas entre sí. A continuación se presenta el procedimiento de construcción de un diagrama de dispersión: ¿Cómo preparar un Diagrama de Dispersión? 1. Toma de la información necesaria, por ejemplo kWh/mes, Gal/mes, m3/mes, vs. Ton de producción/ mes 2. Tabular los datos de manera tal que los exista una relación entre una variable y otra, por ejemplo para confrontarse, las variables deben corresponder a comportamientos de un mismo mes. 3. En la herramienta Excel, seleccione gráfica y luego gráfica de dispersión (X, Y). 4. Se deben seleccionar los datos de tendencia y realizar click con el botón derecho y en formato de línea de tendencia opciones seleccione presentar ecuación del grafico y presentar R del gráfico. 5. Si el valor de R es mayor de 0.6 podemos decir que hay buena correlación y podemos hacer proyecciones futuras con base en la ecuación mostrada. 6. Para la correlación de Consumo Vs. Producción se debe tratar de encontrar una correlación lineal, en caso de no encontrarse una correlación lineal, es posible evaluar el mes donde se encuentre un comportamiento atípico y de esta forma determinar que este comportamiento en este mes no es representativo dentro de la tendencia histórica de consumo de energía.


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A continuación se presenta un ejemplo con datos de consumos de energía y producción generales con el fin de identificar los puntos antes mencionados. Mes

Tallos/mes

Energía (kWh/mes)

Indicador (kWh/tallo)

Ene-10

1.242.793

65.109

0,052

Feb-10

880.324

73.885

0,084

Mar-10

717.452

65.810

0,092

Abr-10

1.420.277

74.437

0,052

May-10

655.525

69.685

0,106

Jun-10

825.059

64.968

0,079

Jul-10

625.844

62.012

0,099

Ago-10

527.449

63.675

0,121

Sep-10

714.918

67.568

0,095

Oct-10

533.848

61.728

0,116

Nov-10

568.620

63.589

0,112

Dic-10

513.153

63.973

0,125

Ene-11

1.567.817

67.527

0,043

Feb-11

1.012.534

72.003

0,071

Mar-11

548.446

60.225

0,110

Abr-11

1.835.384

65.089

0,035

May-11

839.687

65.492

0,078

Jun-11

769.721

62.833

0,082

Jul-11

1.018.566

59.481

0,058

Ago-11

663.656

62.832

0,095

Tabla 3. Modelo de información para construcción de un diagrama de dispersión.

Dispersión: Energía eléctrica Vs. Producción 76.000 74.000

KWh/mes

72.000 70.000 68.000 66.000 64.000 62.000

Gráfica 2. Gráfica de dispersión con índice de correlación.

2.000.000

1.800.000

1.600.000

1.400.000

1.200.000

1.00..000

800.000

600.000

400.000

60.000

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2.2 Responsabilidad de la dirección dentro del plan de administración de energía. El compromiso del responsable del plan, es el procesamiento de la información recopilada de energía y producción, establecimiento de las metas, actividades y compromisos para la reducción de costos energéticos.

2.3 Estructura de la organización técnica. En esta etapa se efectúa el análisis de diagramas de distribución energética, diagramas unifilares, identificación de los equipos y sistemas claves en la empresa.

2.4. Construcción e implementación de indicadores. Los instrumentos para determinar los indicadores energéticos son: encuesta cualitativa, diagramas de correlación consumo de energía (E) Vs. Producción (P) y gráficos de pareto y diagnostico de recorrido a las áreas y procesos.

2.5. Plan de control y monitoreo. El monitoreo es la herramienta que permite evaluar el comportamiento del consumo de la energía, tanto eléctrica, como térmica, con respecto a una base de referencia, una vez identificado alguna variación negativa en el comportamiento de dicho indicador, se toman las acciones correctivas para regresar a las condiciones iniciales o mejorarlas incluso (control). Para un correcto dimensionamiento de un plan de control y monitoreo es necesario definir como mínimo los siguientes aspectos. • Definición de metas para el control de indicadores de administración de la energía. • Definición de los alcances del plan. • Identificación de las variables de control (indicadores). • Registros para la toma de información (planillas de control).

2.6. Variables de control y monitoreo. Para establecer las variables de control y monitoreo, se debe identificar los eventos que tienen impacto en la variabilidad de los consumos energéticos. Es necesario realizar actividades de reconocimiento con el personal operativo de cada turno, con el fin de identificar dichas variables y acciones correctivas al respecto.

2.7. Vigilancia tecnológica. Con el propósito de contribuir con el desarrollo de nuevas tecnologías asociadas a los procesos de la empresa con mayor consumo energético, y de fortalecer las capacidades y competencias que ayuden a la innovación, se deben valorar las necesidades energéticas y tecnológicas asociadas a la productividad de la empresa, teniendo en cuenta los indicadores y metas de ahorro energético, para este punto se debe encontrar apoyo en consulta web, apoyo en proveedores de equipos y empresas de consultoría, con el fin de mantener una continua actualización de los nuevos equipos o tecnologías disponibles en el mercado.


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2.8. Medidas de uso racional y eficiente de la energía. En esta etapa se deben valorar técnica, económica y ambientalmente las medidas de ahorro energético a corto, mediano y largo plazo. Las medidas de ahorro obtenidas se pueden clasificar en: medidas operacionales y de mantenimiento y medidas de cambio tecnológico, y esta última debe ser evaluada por el costo de la inversión, por el tiempo de recuperación y por el tiempo de la ejecución.

2.9. Implementación de mejoras energéticas En esta actividad se implementan las soluciones que generan un ahorro energético asociado a proceso productivo de la empresa.

2.10. Evaluación de resultados Se debe realizar una evaluación de los resultados obtenidos, de acuerdo a la implementación de medidas de ahorro, en este punto es de mucha importancia los gráficos de correlación previamente determinados.

3. Fundamentos técnicos - energéticos involucrados en el proceso productivo En este ítem se expondrán los diferentes aspectos técnicos de funcionamiento de los principales equipos que pertenecen a los diferentes sistemas consumidores de energía que habitualmente se encuentran en las empresas de la industria del sector floricultor.

3.1 Sistema de refrigeración. En la industria floricultora uno de los sistemas de mayor consumo de energía es el sistema frigorífico. Este es el encargado de la conservación tanto de la materia prima (tallos, plantas madres, etc), como del producto terminado (Flores, rosas, claveles, etc.). El esquema funcional de un sistema frigorífico básico se ilustra en la Figura 2:


 Figura 2. Esquema básico de un sistema frigorífico.

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El sistema de refrigeración cuenta con unas etapas donde ocurren fenómenos termodinámicos al químico refrigerante, que en la mayoría de veces es el R22 o el R134A. A continuación (Figura 3.) se presentan las etapas de un ciclo de refrigeración común y su descripción: 1

Expansión

Evaporador 2 Lineas de aspiración

Linea de líquido

Descarga 3

Condenzador 4

Compresor

Figura 3. Etapas de un sistema de refrigeración.

1. En el evaporador el refrigerante cambia de estado, para que se evapore (cambio de estado) todo el líquido en el evaporador ha de existir una diferencia de temperatura. En el momento que se ha evaporado el líquido, el gas empieza a absorber calor del exterior y se recalienta. Teniendo en cuenta la presión de baja, con un termómetro podremos saber donde hay líquido o gas. 2. La presión se mantiene constante en todo el evaporador (excepto las pérdidas de carga). A la salida del evaporador el refrigerante es 100% gas y se aísla la tubería hasta el compresor para evitar más recalentamiento. 3. El gas cuando llega al compresor es aspirado y lo expulsa a una presión superior (lo comprime) y a una temperatura superior. 4. Para volver a utilizar el refrigerante debemos licuarlo en el condensador. Para conseguir la condensación del refrigerante también ha de existir una diferencia de temperatura entre el condensador y el aire externo (dt). Una vez condensado todo el gas en líquido, se sub-enfría el líquido. 4/6 partes del condensador tienen la misión de condensar y 1/6 en sub-enfriar. El manómetro de alta nos indica la presión a la cual condensa y es constante en toda la parte de alta. 5. El refrigerante que proviene del condensador se almacena en el recipiente en estado líquido (recibidor). Los elementos que componen un sistema frigorífico son: Compresor La misión del compresor es la de aspirar el gas que proviene del evaporador y transportarlo al condensador aumentando su presión y temperatura. Se tienen diferentes tipos de compresores, entre los que se tienen: • Alternativo. • Rotativo. • Tornillo. • Centrífugos. • Scroll.


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Estos se pueden clasificar en: • Herméticos: Tanto el motor como el compresor están dentro de la misma carcasa y es inaccesible. Van enfocados a pequeños equipos de carga crítica. En la figura 4 se muestra la ilustración de un compresor hermético.


 Figura 3.8. Compresor Hermético.

• Semi-herméticos: Es igual que el anterior pero es accesible, se puede reparar cada una de sus partes.


 Figura 5. Compresor Semi-Hermético.

• Abiertos: Motor y compresor van separados y la transmisión de potencia se realiza a través de correas.

Figura 6. Compresor abierto.

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Evaporador El evaporador es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refrigerante y el medio a enfriar. En los evaporadores inundados la transmisión de calor es uniforme, en los secos es una mezcla de gas y líquido pulverizado. La cantidad de calor que absorbe el evaporador depende de la superficie, la diferencia de temperatura (entre el exterior y la temperatura de evaporación) y el coeficiente de transmisión de calor (K) que es inherente al material constructivo. La cantidad de calor que puede absorber el evaporador viene expresado en Kcal/h o Kcal/h, BTU/h o TR (Toneladas de refrigeración.) Los evaporadores pueden ser estáticos o de tiro forzado, según el dt (diferencia de temperatura) que queramos conseguir. Condensador El condensador tiene la función de mantener en contacto los gases que provienen del compresor con un medio para licuarlo, es decir llevarlo de estado gaseoso a líquido pasando a través de su temperatura de condensación. Una parte del condensador tiene la función de quitar el calor sensible (1/6 del total), cuando llegamos a la temperatura de condensación ya no podemos enfriar más y empezamos a condensar, (5/6 del total). El condensador suele ser un 30% más grande que el evaporador. La capacidad del condensador es la cantidad de calor que este es capaz de extraer al refrigerante. Si disminuimos la temperatura de condensación, este podrá ser más pequeño, también nos modifica la capacidad del condensador la relación de compresión, o la diferencia de presión entre la baja y la alta. Buenas prácticas Ambientales: Recuperación y Reciclado de Refrigerantes En noviembre 15 de 1990, la Ley para Aire Limpio (CAA) formuló estatutos que incluyen una sección llamada Protección del Ozono Estratosférico, que contiene regulaciones muy amplias sobre la producción y uso de CFC's, halones, tetracloruro de carbono, metilcloroformo y los substitutos HCFC's y HFC's. Estas reglamentaciones, que deben cumplirse en los próximos 40 años, afligirán a toda

industria que utilice sustancias con cloro y brominadas que impacten de forma negativa el ozono estratosférico. Gracias a las distintas leyes que administran la liberación de sustancias refrigerantes clorofluorocarbonados (CFC's) hacia la atmósfera, durante los últimos tiempos ha traído como consecuencia el avance de instrucciones para recuperar, reciclar y reutilizar este tipo de sustancias. Las definiciones de estos términos se describen a continuación: Recuperación. Consiste en retirar la sustancia refrigerante de un sistema en cualquier condición que se encuentre, y llevarlo a un recipiente de almacenamiento externo. Este procedimiento no requiere pruebas o procesos de ensayo de cualquier índole. Reciclado. Consiste en limpiar el químico refrigerante para reutilizarlo, para lo cual se separa el aceite y se hace fluir una o varias veces a través de dispositivos, tales como filtros deshidratadores recargables de bloques desecantes, reduciendo la humedad, acidez e impurezas. Este procedimiento generalmente se aplica a procedimientos implementados en el sitio de trabajo, o en un taller de servicio local. Reproceso Consiste en reprocesar el refrigerante hasta las especificaciones de un producto nuevo mediante procesos de destilación. De igual manera se realizan análisis químicos del refrigerante, para verificar el cumplimiento de las especificaciones apropiadas del producto. Este término, generalmente se refiere al uso de procesos o procedimientos, disponibles solamente en instalaciones o plantas que tienen la facilidad de reprocesar o fabricar refrigerantes. Los equipos para recuperación y manejo de refrigerante, pueden dividirse en tres categorías: 1. Recuperación: Unidad que recupera o remueve el refrigerante. 2. Recuperación / Reciclado (R y R): Unidad que recupera y recicla el refrigerante. 3. Reproceso: Unidad que reprocesa el refrigerante dentro de las normas de la Agencia de Protección Ambiental (EPA).


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3.2. Sistema de bombeo de agua. El consumo eléctrico para el bombeo de agua puede llegar a ser una partida importante dentro del consumo energético de una empresa floricultora, fundamentalmente en el proceso de riego y fertilización. Para que una instalación de bombeo funcione satisfactoriamente desde el punto de vista energético, es necesario que haya sido dimensionada correctamente. El rendimiento de los motores de inducción, que son los que se utilizan en instalaciones de bombeo, disminuye cuando trabajan a cargas parciales, por lo que los motores excesivamente sobredimensionados trabajan permanentemente con bajos rendimientos. Por otra parte, es bastante frecuente que las instalaciones de bombeo, por necesidades de servicio, tengan que trabajar durante periodos largos de tiempo, en condiciones distintas a las de diseño. La bomba es una máquina que utiliza la energía motriz para suministrarla al fluido donde predomina la energía de presión para transportarlo desde un punto a otro de una conducción. Al pasar por la bomba, el líquido es acelerado en el impulsor (impeller), descargándolo por la carcasa a gran velocidad. Las bombas frecuentemente usadas en el abastecimiento de agua son las centrífugas, horizontales y verticales. A continuación, en la figura 7 se muestra el esquema característico de una bomba centrifuga.


 Figura 6. Diagrama de unidad de bombeo tipo centrífuga.

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Existen condiciones que afectan negativamente la eficiencia de la unidad de bombeo asociadas a los motores eléctricos. Las principales causas en la reducción de la eficiencia de estos equipos se muestran en la figura 7. • Por choque de entrada • Por fricción (accesorios, P. Hidráulicas * válvulas, reducción de díametros, etc)

Pérdidas en motores asociados a unidades de bombeo.

P. Mecánicas

•Por fricción en cojinetes •Por fricción del disco

Figura 7. Pérdidas asociadas a las unidades de bombeo.

3.3. Sistema de motores. Los motores constituyen un equipo de gran importancia en las empresas dedicadas a la floricultura. Si se revisan cada uno de los sistemas que hacen parte del funcionamiento de la empresa se pueden identificar los casos más generales de uso de motores. A continuación se presenta una relación común de la ubicación de motores por sistemas de la empresa.

RIEGO

Bombeo de agua cruda Bombeo de fertilizantes

CLASIFICACIÓN

Motores de máquinas cotadoras Motores bandas transportadoras

Los motores comúnmente utilizados en la industria y en este subsector son los motores de inducción, específicamente los del tipo de jaula de ardilla. En los motores de inducción tipo jaula de ardilla existen cinco tipos de pérdidas, tres de ellas son dependientes de la carga y dos son pérdidas constantes y por lo tanto independientes de esta, a continuación se mencionan cada una de ellas. Pérdidas dependientes de la carga. • Pérdidas en los devanados del estator. • Pérdidas en la caja del rotor (pérdidas por deslizamiento). • Pérdidas misceláneas. Pérdidas independientes de la carga. • Pérdidas en el núcleo del estator (pérdidas magnéticas) • Pérdidas por fricción.


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P. Dependientes • En devanados del motor. • Por deslizamiento. de la carga • Miseláneas.

Pérdidas propias en motores

P. Independientes de la carga

•Magnéticas. •Por fricción.

Figura 7. Pérdidas propias en motores.

Es por esto que el factor de carga juega un papel importante en las pérdidas en los motores de induc en la Gráfica 3 se muestra la relación existente entre el factor de carga y la eficiencia para motores de inducción menores de 200 HP.

Porcentaje de eficiencia

100

45

50

25

0

0

20

40

60

80

100

Porcentaje de portencia nominal Gráfica 3. Relación entre el porcentaje de carga y la eficiencia de motores trifásicos de inducción.

Se observa en la Gráfica 3., la eficiencia decae de manera importante a partir de 50% de factor de carga. Un buen indicador del estado de carga del motor es la relación que existe entre la corriente nominal de placa y la corriente de operación del motor, además a esto es necesario considerar el efecto que tiene una alta variación de la tensión de alimentación con respecto a la nominal del motor.

3.4 Sistema de iluminación. Existe varios tipos de luminarias en los sistemas de iluminación utilizados en plantas de producción, fincas floricultoras, etc., pero básicamente se pueden clasificar o mencionar de acuerdo a las tecnologías de fuentes luminosas utilizadas comúnmente. Las principales son:

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• Fluorescentes. • Incandescentes. • Vapor de Sodio. • Vapor de Mercurio. • Haluros metálicos, Metal halide. • Mixta. • Halógena. Las tecnologías en sistemas de control para iluminación utilizadas comúnmente son: • Fotoceldas. • Interruptores. A continuación se describe cada una de las tecnologías mencionadas. Lámparas fluorescentes lineales T12 con elementos magnéticos: Son utilizadas comúnmente en gran cantidad del alumbrado interior de áreas de servicio, cocinas, sótanos, pasillos y oficinas. Usualmente se encuentran en potencias de 39 y 40W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Buena eficacia luminosa. • Larga duración. • Mínima emisión de calor. • Bajo costo de adquisición • Buena distribución lumínica. • Fuente de interferencias y armónicos. F

14

Lámpara fluorescente

T Forma del tubo T= Tubular

En Slimline= largo del tubo en pulgadas Arranque rápido y = Watts nominales precalentado

12

/

Diámetro del bulbo en octavos de pulgada. 1/2"

12= 12/8"= 1 8= 8/8= 1" 5=5/8"

D Acabado: CV= Blanco frío D= Luz del día WW= Blanco cálido LW= Blanco ligero GO= Amarillo repelente SP, SPX, etc...

T5 G5 T3 G13 T12 G13 T9 G20gr

T12 G17d T12 Ga8

Figura 8. Identificación de lamparas fluorescentes lineales.


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Lámparas fluorescentes lineales T8 con elementos electrónicos. Son utilizadas comúnmente al igual que las T12 en gran cantidad del alumbrado interior de áreas de servicio, cuartos frios, pasillos y oficinas. Usualmente se encuentran en potencias de 17 y 32W. Las características de esta tecnología de iluminación son: Las características de esta tecnología de iluminación son: • Excelente eficacia luminosa. • Larga duración. • Mínima emisión de calor. • Bajo costo de adquisición. • Buena distribución lumínica. • No genera interferencias ni armónicas. Lámparas incandescentes. Son utilizadas comúnmente en lámparas, baños, parqueaderos. Se encuentran instaladas comúnmente en potencias de 80W y 100W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Baja eficacia lumínica. • Corta duración. • Gran emisión de calor. • Bajo costo de adquisición. • Buena reproducción cromática. • Encendido instantáneo. Lámparas de vapor de sodio. Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, perimetrales, parqueaderos, etc. En la mayoría de montajes sobre postería y estructuras a gran altura, se encuentran instaladas en potencias de 150W, 250W, 400W y 500W. • Las características de esta tecnología de iluminación son: • Muy buena eficacia lumínica. • Larga duración. • Poca depreciación de flujo. • Mala reproducción cromática. • Encendido no instantáneo. • Estabilización no instantánea. Lámparas de vapor de mercurio. Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, y parqueaderos. En la mayoría de montajes sobre postería y estructuras a gran altura, se encuentran instaladas en potencias de 150W, 250W, 400W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Mediana eficacia lumínica. • Larga duración. • Gran depreciación de flujo. • Flujo luminoso no instantáneo. • Alta radiación de rayos ultra violeta. • Variedad de potencias.

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• Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Lámparas de haluro metálicos, Metal Halide: Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, perimetrales y parqueaderos. En la mayoría de montajes sobre postería y estructuras a gran altura se encuentran instalados en potencias de 150W, 250W, 400W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Excelente reproducción de color. • Alta eficacia luminosa. • Poca depreciación de flujo. • Variedad de potencias. • Flujo luminoso no instantáneo. • Equipo Especial para reencendido en caliente.


 Figura 9. Lámparas de Haluro Metálicos, Metal Halide.

Lámparas mixtas. Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, perimetrales y parqueaderos. En la mayoría de montajes sobre postería y estructuras a gran altura, se encuentran instaladas en potencias de 150W, 250W, 400W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Encendido inmediato. • No necesita equipos eléctricos auxiliares. • Buena reproducción cromática. • Sensibles a cambios de tensión. • Corta duración. • Baja eficacia luminosa. Lámparas halógenas. Son usualmente utilizadas en aplicaciones decorativas, incrustadas para iluminar pasillos, oficinas, baños, etc., con el objetivo de lograr ambientes cálidos. Usualmente en potencia de 50W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Buena reproducción cromática. • Encendido instantáneo. • Variedad de tipo. • Bajo costo de adquisición.


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• Elevada intensidad luminosa. • Apariencia de color calida. • Baja eficacia luminosa. • Corta duración. • Elevada emisión de calor. Lámparas fluorescentes compactas. Son usualmente utilizadas en áreas de servicios, en algunas edificaciones las utilizan para iluminar pasillos, oficinas, lámparas de aplicaciones, etc. En potencias de 11W, 20W y 27W. Las características de esta tecnología de iluminación son: • Buena reproducción cromática. • Larga duración. • Facilidad de aplicación. • Mínima emisión de calor. • Variedad de tipos. • Buena reproducción cromática. • Costo de adquisición medio alto. • Acortamiento de vida por mínimo de encendidos.


 Figura 10. Lámparas fluorescentes compactas.

Descripción de las tecnologías de los sistemas de control. Fotoceldas. Una fotocelda es una resistencia, cuyo valor en ohmios varía ante las variaciones de la luz. La fotocelda se emplea para controlar el encendido automático del alumbrado. Las ventajas son que no se requiere intervención del personal para encender o apagar el sistema de iluminación que debe operar bajo condiciones lumínicas ambientales, logrando el consumo de energía necesario por horas de utilización. Se debe estar atento al correcto funcionamiento de las fotoceldas ya que este es causa de que algunas lámparas de un sistema de iluminación controlado por estos dispositivos, permanezcan encendidas en horas del día cuando por los niveles lumínicos ambientales no se requiere. Interruptores. Son un sistema de control que consiste en interrumpir el paso de la corriente del sistema de iluminación a través de un mecanismo de activación manual. La desventaja desde el punto de vista energético es que la correcta y necesaria utilización del sistema de iluminación depende del personal encargado y por lo general se incurre en olvido dejando encendidas las lámparas innecesariamente. Tecnológicamente se puede pensar en reemplazar el control de iluminación de interruptor por un sistema de control con sensores de presencia. • Sensores de presencia

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Los sensores de presencia se diferencian de los de movimiento por su sensibilidad. En áreas de trabajo sedentario, como ser oficinas, aulas u otros, no es posible usar sensores de movimiento para controlar la iluminación. Los movimientos propios de las actividades en estos locales no son lo suficientemente importantes como para activar dichos sensores. Es por esto que se desarrollaron los sensores de presencia, que sí pueden detectar pequeños movimientos como por ejemplo, el movimiento de una mano o el discado de un número telefónico.

3.5 Sistema de vaporización de azufre. Los vaporizadores de azufre son utilizados frecuentemente en la industria de la floricultura para realizar manejo fitosanitario en los cultivos de flores. Estos equipos se caracterizan por estar conformado de porcelana refractaria de alta conductividad y resistencia al choque térmico, permitiendo conservar el calor en su interior a diferencia de los materiales de origen metálico, por consiguiente el consumo de energía necesario para desarrollar el procedimiento de vaporización se realiza a un bajo costo. Otra característica del vaporizador es que modifica el azufre hasta obtener un vapor saturado, que es equivalente a afirmar que el azufre en su estado líquido se encuentra en equilibrio con su vapor a una temperatura determinada. En la figura 11 se muestra los vaporizadores de azufre instalados en una finca floricultora de la sabana de Bogotá.

Figura 11. Lámparas fluorescentes compactas.

En las fincas floricultoras, varios estos equipos se encuentran instalados a lo largo de cada invernadero participando con un consumo de energía eléctrica global importante en la planta en general. Generalmente los vaporizadores de azufre son operados en horarios en los que no se encuentre personal operativo en cada invernadero, ya que el azufre en estado gaseoso es altamente tóxico al ser inhalado.


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4. Herramientas de diagnóstico energético 4.1 Diagnóstico preliminar El objeto principal de este proceso es identificar las oportunidades o proyectos de ahorro de energía en los equipos consumidores de energía en la industria floricultora. Para lograr este objetivo se establecen los siguientes pasos: 1. Diagnóstico de recorrido: el cual consiste en hacer un reconocimiento a las instalaciones y sistemas que tienen un mayor impacto en el con-sumo de energía, en donde se dispondrá de un formato de verificación y evaluación previa de los aspectos técnicos que tienen incidencia sobre el tema. 2. Diagnóstico y análisis de energía: esta fase consiste en realizar un diagnóstico de energía de los sistemas y equipos de mayor impacto. Este análisis se desarrollará en las siguientes fases: • Toma de datos característicos de cada equipo a evaluar. • Chequeo de las condiciones físicas y técnicas de los equipos, mediante una inspección visual detallada. • Toma y registro de mediciones de las variables termomecánicas (Presiones, temperaturas, caudal y volumen) en cada uno de los equipos de los sistemas a tratar. • Toma y registro de mediciones de las variables termomecánicas (presiones, temperaturas, caudal y volumen) en cada uno de los equipos de los sistemas a tratar. • Análisis de las condiciones de operación de las unidades frente a los estándares establecidos por el fabricante. • Determinación del rendimiento energético actual de las unidades de los sistemas a tratar a partir de las mediciones eléctricas y termomecánicas realizadas. • Valoración técnica y energética de cada unidad, que comprende el estado físico actual de componentes, condiciones de operación, pérdidas energéticas por deterioro y obsolescencia.

3. Determinación de ineficiencias energéticas: con base en la información obtenida durante el diagnóstico de recorrido y de los resultados obtenidos de la valoración técnica y energética de las unidades, se establecerán las ineficiencias energéticas en donde se hará relación de las principales causas que incrementan el consumo de energía.

4.2 Estudio detallado de las soluciones de ahorro operacionales y de mantenimiento o de Buenas Prácticas Operacionales (BPO). En esta fase de la primera etapa del proyecto, se establecerán las medidas de ahorro de tipo operacional y de mantenimiento pertinentes para cada equipo de los sistemas intervenidos con base en los resultados obtenidos en la fase de identificación de puntos potenciales de ahorro. A continuación se da una breve explicación: 1. Determinación de las medidas de ahorro: se establecerán las medidas de ahorro por equipo a partir de las ineficiencias energéticas encontradas. El carácter de estas son de tipo operacional y de mantenimiento. A continuación se da una explicación de estas: • Medidas de Tipo Operacional: son aquellas que dan solución a ineficiencias que relacionan las malas prácticas operacionales sobre los equipos y sistemas, las cuales tienen que ver con las horas de utilización, ajustes de puntos de operación en controles de los procesos y sistemas, hábitos de operación de los equipos, y la programación de los procesos productivos. • Medidas de Tipo Mantenimiento: son aquellas que dan solución a ineficiencias que relacionan las inadecuadas condiciones de operación (presiones, temperatura y humedad, caudales y volúmenes) y el estado físico y técnico de los equipos y sus componentes, así como también, las condiciones actuales del programa de mantenimiento. 2. Formulación de la matriz de ahorros alcanzados: consiste en la cuantificación de los potenciales de ahorros de energía eléctrica que se

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esperan alcanzar con la implementación de las medidas de ahorro propuestas, la cual establece el porcentaje de ahorro, la cantidad de energía ahorrada y el valor económico que este representa dentro del sistema a tratar haciendo referencia de la ineficiencia energética y su solución.

4.3. Estudio de las soluciones de ahorro de energía por medidas de cambio tecnológico. En esta fase se establecerán las medidas de ahorro de cambio tecnológico pertinentes con base en los resultados obtenidos en la fase de identificación de puntos potenciales de ahorro por sistema consumidor. A continuación se da una breve explicación: 1. Análisis Comparativo de la Tecnología: en esta parte del estudio se realiza un análisis de las tecnologías existentes con respecto a aquellas que el mercado ofrece en estos momentos. Estos son los aspectos a seguir: • Levantamiento de información básica de ubicación, espacio y dimensiones, tuberías de las actuales de los equipos previamente seleccionados para su sustitución. • Selección de equipos potenciales de última tecnología y de alta eficiencia energética para la sustitución de las actuales unidades. • Análisis comparativo de las actuales unidades con respecto a los equipos candidatos, desde el punto de vista energético. 2, Análisis Económico de la sustitución: consiste en determinar la inversión necesaria para el cambio, incluyendo costos de financiación, y los beneficios energéticos que genera dicha sustitución. Finalmente, realizar un análisis de costo – beneficio para ver la viabilidad del cambio. Estos son los aspectos a seguir: • Determinación de la inversión necesaria para la sustitución de las unidades teniendo en cuenta varias alternativas. • Evaluación económica de la inversión de cada alternativa frente a los beneficios en materia del

ahorro de energía eléctrica, costos de mantenimiento, y estado tecnológico. • Selección de la mejor alternativa teniendo como criterio principal la recuperación de la inversión con base en los ahorros potenciales de energía eléctrica. 3. Formulación de la matriz de cambio tecnológico: se formula la matriz de sustitución de equipos en donde se presenta el potencial de ahorro de energía, la cantidad y el valor económico que este representa dentro del sistema, y el periodo de recuperación de la inversión.


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5. Identificación de ineficiencias y formulación de medidas de ahorro 5.1. Secuencia de identificación de ineficiencias con enfoque a la aplicación de medidas. El objetivo de este paso inicial es asegurar que el equipo que realizará el diagnóstico energético se encuentre preparado y organizado, para poder optimizar el aprovechamiento del tiempo que se invierta en la realización del trabajo. Se deberán revisar todos los antecedentes, estudios previos sobre algún sistema en particular o algún estudio específico sobre el manejo de la energía en la empresa, y juntar toda la información disponible sobre la instalación, para poder hacer una planificación adecuada del trabajo. Las principales actividades para la identificación de ineficiencias deben ser como mínimo las siguientes. Consecución de información Si no se ha llevado a cabo con anterioridad algún tipo de diagnóstico energético se deberá solicitar la información de los últimos 12 meses de operación; producción correspondiente y consumos energéticos y de materias primas, horarios típicos de operación de la planta. Análisis de la información recopilada Una vez recopilada la información es necesario el análisis de la misma, en lo que corresponde a elaboración de diagramas de tendencias de consumo de energía, establecimientos de indicadores de producción, elaboración de matrices fuente uso, entre otras. Identificación de ineficiencias En este paso se debe hacer el recorrido en la empresa identificando oportunidades de ahorro de acuerdo a lo planteado en esta guía y de acuerdo a la experiencia del personal técnico de la empresa.

5.2. Mediciones de consumo y de variables de proceso. El objetivo del trabajo de campo es obtener datos e información operacional de los equipos y sistemas en la investigación detallada de la operación de los mayores consumidores de energía en la planta. El trabajo consta, principalmente, de tres partes: entrevistas, inspección y mediciones. Los pasos a dar durante la visita a un establecimiento para la realización de un diagnóstico energético son las siguientes: a. Comprobar que se cuenta con los equipos de medición mínimos para recopilar información necesaria. b. Valoración del proceso productivo que se ajuste a las condiciones de la empresa. c. Levantamiento de la información del proceso productivo. d. Selección del equipo que realizará las mediciones en la empresa. e. Realización de las mediciones. f. Planear la ejecución del trabajo. g. Decidir los puntos necesarios y suficientes en los que se van a efectuar mediciones. h. Dar instrucciones oportunas al personal de fábrica para que realice el trabajo necesario (conexión de equipos de medición, entre otros). i. Constatar la calibración vigente de equipos de medición.

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5.3. Análisis de ineficiencias en consideración del problema, de la causa y de la solución.

cuenta en los sistemas de refrigeración se describen a continuación:

Para el manejo del análisis de ineficiencias se debe realizar una revisión por sistemas consumidores, es por esto que se ha definido una metodología para el repaso de cada uno de estos. La estructura definida para esto se presenta a continuación:

• Incremento en la presión de aspiración (o la temperatura de evaporación), contribuye a disminuir

Notas generales Esta sección provee información general de equipos y sistemas considerados en cada sección.

• Se debe contar con una regulación detallada de la carga térmica del sistema y a su vez de la capacidad de las unidades de compresión.

el consumo energético por parte de los compresores. • La disminución de la temperatura de condensación contribuye a la reducción del consumo de energía eléctrica por unidad de refrigerante.

Para investigar o preguntar Esta sección provee los puntos para la elaboración de una lista de chequeo que permita el recorrido en la empresa con el ánimo de facilitar la identificación de ineficiencias. Se ha dispuesto que tenga una pregunta afirmativa y una negativa para evaluar la posibilidad de un estudio más detallado. Resumen de medidas de ahorro Al final de cada capítulo se presenta un resumen que consolida lo tratado a lo largo de la sección.

Presión

Disminución en la temperatura de condensación

TRABAJO TRABAJO

Aumento en la temperatura de evaporación Volumen

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

Figura 12. Reducción del trabajo (consumo de energía) del compresor.

Notas generales

• El sub-enfriamiento del refrigerante en la línea de líquido con extracción de calor fuera del ciclo produce una mejora del rendimiento de compresión.

Los sistemas de refrigeración en la industria floricultora representan uno de los principales consumidores de energía eléctrica en este tipo de instalaciones, por tal motivo se debe tener en cuenta su operación, mantenimiento, nivel de automatización y control, nivel de obsolescencia, etc. En los sistemas de refrigeración como en todos los sistemas térmicos se van a presentar pérdidas de energía en forma de calor, los cual influye en el consumo de energía eléctrica del sistema. De igual manera, su inadecuada operación generará incrementos en la energía requerida por el compresor para suplir la demanda. Algunas consideraciones generales a tener en

• El recalentamiento del refrigerante en la línea de gas, con aumento del efecto refrigerante, generará una disminución del consumo energético por unidad de refrigeración. Así, hay que procurar que tal recalentamiento se produzca en el evaporador o ambiente refrigerado. • Es importante mantener limpias las superficies de intercambio térmico en condensadores y evaporadores. • Se deben evitar las infiltraciones de aire caliente desde el exterior al interior del recinto refrigera-


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do o cuarto frio, ya que esto representa un aumento de la carga térmica del sistema y por ende un mayor consumo de energía de la unidad de compresión.

Donde:

• La operación de cuartos fríos a cargas parciales representa un consumo de energía innecesario.

rado (T ambiente °C)

• La no existencia de control de temperatura para un cuarto ocasiona el trabajo continuo de las unidades de refrigeración. • Controles de temperatura descalibrados u obsoletos, de lenta respuesta o que estén deshabilitados generan sobre consumos de energía eléctrica.

Q Flujo de de calor al interior (W) T∞1 Temperatura al exterior del recinto refrigeT∞2

Temperatura al interior del recinto refrigerado (°C)

Rtotal

La resistencia térmica total se determina mediante un símil de resistencia eléctricas, pero usando las conductividades térmicas de los medios de transferencia de calor. Esta resistencia total se calcula:

• La falta de controles y válvulas reguladoras de las líneas de succión compresor, genera la falta de control de las presiones en estos puntos ocasionando variaciones en las condiciones de operación que aumentan el consumo de energía. • Unidades compresoras con deficiencias o con limitantes en el control de flujo másico de refrigerante en la succión reducen la posibilidad del ahorro de energía eléctrica.

Rtotal = ∑Ttérmicas Estas resistencias térmicas son: por conducción, convección y/o Convección y radiación combinadas, y son determinadas mediante las siguientes expresiones:

Rconducción =

• Las condiciones del aislamiento térmico de los cuartos fríos incide directamente en el comportamiento energético del sistema, ya que un deficiente aislamiento representa un incremento de la carga térmica del sistema. Para determinar el incremento de la carga térmica a través de paredes con aislamientos deteriorados o sin aislar y de esta manera cuantificar los ahorros que se pueden obtener al corregir dichas anomalías, se utiliza el método de símil de resistencias térmicas. Esta teoría tiene en cuenta las temperaturas interior y exterior del recinto, la conductividad térmica del material de la pared, coeficiente de transferencia de calor por convección y el espesor de la pared. A continuación se presenta los fundamentos teóricos para determinar dichas pérdidas de calor:

Q=

T∞1 - T∞2 Rtotal

Resistencia térmica total (°C/W)

Rconvección =

L

kA L

h1A

Donde:

L k

Espesor de la pared (m)

Conductividad térmica del material o pared (W/m)

A Área transversal de transferencia de calor (m2) h1 Coeficiente de transferencia de calor por con-

vección (W/m2 °C)

En el siguiente esquema (figura 13) se presenta el símil de resistencias para el cálculo de flujo de calor por paredes:

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Recinto refrigerado

Rint horno Tamb2

Pared

Alrededores Temperatura ambiente

R pared

Rext aire

T2

Tamb1

T1

Dirección de flujo de calor Figura 13. Simil de resistencias térmicas

Para determinar el calor adicional ganado (carga térmica) por concepto de infiltraciones de aire caliente exterior al interior del recinto refrigerado y así determinar el ahorro de energía que se puede obtener al implementar buenas prácticas operacionales, se utiliza la teoría de Gosney y Olama:

V = Cinf A √H

( PiP- Pe )

1/2

i

( ) ) 1+

)

38

2 P1 P2

3/2

1/3

Figura 14. Esquema gráfico de las infiltraciones de aire caliente a un recinto refrigerado.


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V Cinf:

Caudal de aire infiltrado

0,692√m/s

A Área de la apertura H Altura de la apertura Pi - Pe Densidades del aire al interior y exterior del cuarto refrigerado (kg/m3) . P -P ṁ=Q i e 2 . Δt Q = ṁ(Hae - Hai) Δt abierta funcionando

)

(

Δtabierta Tiempo de operación con abertura Δt funcionando Tiempo de funcionamiento del sistema

H - Hai

ae

Entalpía del aire interior y exterior

A continuación se plantea algunas preguntas prácticas con el objetivo de conocer a mayor profundidad el sistema. Para investigar o preguntar Si No

¿Se encuentran los aislamientos de las tuberías de succión de refrigerante en buen estado?

Si No ¿Están las unidades de compresión con la carga adecuada de refrigerante? Si No ¿Los ventiladores de las unidades condensadoras funcionan correctamente? Si No

¿Están los termostatos ajustados a las temperaturas requeridas Para conservación de las flores?

Si

¿Las puertas de los cuartos fríos sellan correctamente?

No

Si No ¿Las paredes de los cuartos fríos se encuentran en buenas condiciones? Si

No

¿Se encuentran los termostatos averiados o desconectados?

Si

No

¿Los ventiladores de los evaporadores funcionan correctamente?

Si No ¿Los cuartos fríos operan a cargas parciales la mayor parte del año? Si No ¿Los cuartos fríos operan a cargas parciales la mayor parte del año?

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Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

SISTEMAS DE BOMBEO Notas generales El sistema de bombeo de agua contribuye de manera importante al consumo de la energía eléctrica en los procesos de las empresas floricultoras del sector. Este sistema es uno de los más relevantes, ya que suministra el agua de riego con fertilizantes periódicamente. A continuación se plantea algunos consejos prácticos de buenas prácticas para la operación eficiente de este tipo de equipos. Para investigar o preguntar Si

No

¿Están las unidades adecuadamente seleccionadas para la tarea a realizar?

Si

No

¿Está el sistema diseñado correctamente?

Si No

¿Es posible reprogramar los horarios de operación de los conjuntos motor – bomba de acuerdo a los períodos en los que la tarifa de energía son más bajos?

Si

No

¿Se controla el flujo de agua para riego de la mejor manera posible?

Si

No

¿Se han tenido en cuenta posibles incrementos de capacidad en el sistema?

SISTEMAS DE MOTORES ELÉCTRICOS Notas generales Los motores eléctricos constituyen uno de los principales consumidores de energía eléctrica de una empresa floricultora, en esta guía se hace especial énfasis en los motores de inducción de jaula de ardilla por ser los más difundidos en el sector.

Valoraciones acerca de motores eléctricos Costo de operación de un motor a un 75% de carga al mes

$ 135.000 / HP (caballo de fuerza)

Requerimiento de potencia eléctrica de los motores

3 kW por cada 5 HP de carga del motor.

Corriente a plena carga para un sistema trifásico a 460 V.

1.2 A por cada HP de carga del motor.

Trifásico a 220 V

2.4 A por cada HP de carga del motor.

En la tabla 3 se presentan principios básicos para estimar usos de energía en motores.

Se asumieron horas de operación al mes de 720 con una tarifa de 250 $/kWh y un porcentaje de carga de 75% para los cálculos respectivos. La tabla 4 puede ser utilizada para determinar de manera sencilla los costos operativos por la potencia del motor.


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Valoraciones acerca de motores aléctricos (HP)

($)

($)

(%)

5 -10

$106.755 - $135.870 por HP

$25.233 - $38.820 por HP

5.0% - 3.5%

15 - 30

$106.755 - $116.460 por HD

$19.410 - $29.115 por HD

Aprox. igual al anterior

40 - 125

anterior

al anterior

3.5% - 3%

Tabla 4. Costos operativos por la potencia del motor

A continuación se plantea consejos prácticos para la operación eficiente de este tipo de motores. Para investiar o preguntar Si

No

¿Existen motores de eficiencia estándar en la empresa?

Si

No

¿Existen correas estándar (tipo V) instaladas en los equipos asociados a motores?

Si

No

¿Existen motores operando en vacío?

Si

No

¿Existe la posibilidad de uso de variadores de velocidad en algún proceso?

Si

No

¿Existen motores sobredimensionados?

Si

No

¿Está la tensión de alimentación de los motores balanceada?

Si

No

¿Es mejor un motor grande o varios motores pequeños?

Si No ¿Es posible reagrupar las líneas de proceso, con el fin de eliminar el transporte de materiales? Si No ¿Se encuentra el motor en buen estado de mantenimiento? Si

No

¿Ha sido el motor rebobinado? ¿Cuántas veces?

Si No ¿El proceso es necesario que sea motorizado? ¿Puede la labor hacerse manualmente?

SISTEMA DE ILUMINACIÓN Notas generales Aunque el sistema de iluminación es el que menos aporta en la distribución de energía eléctrica de las empresas del sector floricultor, presenta un alto potencial en materia de ahorros y por tanto reducción de costos operativos. A continuación se plantea consejos prácticos para la operación eficiente del sistema de iluminación.

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Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Para investiar o preguntar Si No

¿Están los niveles de iluminación dentro de lo mínimo permitido? (160 – 400 luxes para recintos interiores)

Si

No

¿Es la luminaria adecuada para dirigir la luz donde es requerida?

Si

No

¿Es la reflexión de la luz buena?

Si

No

¿Es el color el adecuado para la tarea?

Si

No

¿Se han tenido en cuenta posibles incrementos de capacidad en el sistema?

Si

No

¿Se encuentra la luminaria ubicada muy arriba o muy abajo?

Si

No

¿Se está haciendo buen uso de la iluminación natural?

Si No

¿Se pueden organizar los grupos de trabajo o las máquinas, de acuerdo a los niveles de iluminación requeridos?

Si

No

¿Son las luminarias apagadas cuando no hay personal en el recinto?

Si

No

¿Están los circuitos de luces bien distribuidos?

Si

No

¿Existen responsables de apagar las luminarias una vez terminadas las labores?

Si

No

¿Las superficies reflejan o absorben la luz?

Si No Si No

¿Se encuentran las luminarias estratégicamente localizadas? ¿Es posible utilizar medios de control automático para encendido y apagado de luces? (sensores de movimiento, foto celdas)

En el siguiente apartado se muestra las oportunidades de ahorro existentes en cada uno de los sistemas donde se identifican focos de pérdidas, aplicados a la industria del sector floricultor en Colombia. De la tabla 5 a la tabla 9 se muestra el resumen de oportunidades de ahorro de cada uno de los sistemas participantes.


Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

6. Oportunidades de ahorro energético

Sistema

Oportunidad (Problema)

Razón (Causa)

Acción

Ha comprobado los niveles de temperatura de cada uno de los recintos refrigerados de la instalación

El sistema puede no estar funcionando adecuadamente debido a obstrucciones en el sistema o problemas en la unidad de compresión.

Comprobar el estado y nivel de mantenimiento de los equipos y accesorios del sistema y verifique la temperatura de los recintos para asegurar los niveles requeridos o recomendados en cuartos fríos.

La distribución de frio se realiza por zonas.

Si la distribución de frío se realiza por zonas se puede obtener una reducción en consumos de energía, ya que se utiliza el número de equipos necesario para suplir la demanda.

Se debe comprobar el nivel de carga con la que opera el sistema (Cargas parciales) ya que se puede realizar una distribución de frio solo donde se requiera, obteniéndose una reducción en consumos de energía en el sistema.

Utilización de controles de temperatura

Los controles de temperatura ajustan el encendido y apagado de las unidades de compresión para compensar las variaciones de temperatura presentes en el recinto refrigerado.

Instalación de equipos de control de temperatura en cuartos fríos.

Presión de succión excesivamente alta y presión descarga del ciclo de refrigeración excesivamente baja con respecto a valores recomendados.

Las presiones de succión y descarga influyen directamente en el consumo de energía del sistema, ya que de estas depende su rendimiento frigorífico.

Realizar un diagnóstico periódico de las presiones de succión y descarga de los compresores con el objetivo de conocer el rendimiento frigorífico del sistema.

Refrigeración.

Tabla 5. Oportunidades de ahorro sistema de refrigeración.

43


44

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Sistema

Oportunidad (Problema)

Razón (Causa)

Acción

Existen fugas en la bomba y en la red del sistema de bombeo generando caídas de presión en el sistema.

Las fugas son causadas por juntas mal acopladas, válvulas en mal estado y tuberías deterioradas, etc.

Detectar fugas en la red de suministro de agua y corregirlas con el fin de eliminar las caídas de presión en el sistema.

Se presentan variación de velocidades en los sistemas de bombeo. Se usan algunos métodos de regulación de caudal mediante estrangulación de válvulas, ocasionando caídas de presión

Procesos finales que no requieren del servicio del caudal total suministrado por la unidad de bombeo o en su defecto operan con regímenes de caudal variable.

Se recomienda en lo posible modificar las velocidades de impulsión de líquido, mediante la aplicación de dispositivos variadores de velocidad.

Se encuentran unidades de bombeo operando en puntos lejanos al de su mayor eficiencia.

Variaciones a través del tiempo en los sistemas o procesos que requieren el bombeo de líquidos, generando cambios en las condiciones de operación de la unidad de bombeo.

Se recomienda seleccionar bombas que cumplan con los requerimientos de operación requeridos en los procesos y que operen en puntos cercanos al de su mayor eficiencia.

Las unidades de bombeo presentan desgaste interno generando recirculaciones y perdidas volumétricas disminuyendo su eficiencia.

Fallo en el mantenimiento interno periódico de la unidad de bombeo, ya que se presentan desgastes por el tipo de fluido bombeado, aumentando las tolerancias geométricas, etc.

Se recomienda realizar mantenimiento periódico interno a las unidades de bombeo, con el fin de rectificar los deterioros. En el caso de desgastes críticos en elementos como impulsores, se recomienda realizar cambio de estos.

El tipo de fluido bombeado puede generar incrustaciones en las tuberías, por sólidos en suspensión o sustancias químicas en el fluido.

Se recomienda Mantener las tuberías limpias. Cuando se transportan sólidos mezclados con líquidos, se requieren sistemas de lavado de las tuberías y velocidades suficientes para evitar las sedimentaciones.

Bombeo de agua

Se presentan tuberías con incrustaciones en el interior, ya que se transportan sólidos mezclados con líquidos generando estas sedimentaciones.

Tabla 6. Oportunidades de ahorro sistema de bombeo.


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Sistema

Motores

Oportunidad (Problema)

Razón (Causa)

Acción

Se encuentran motores con altos niveles de suciedad

Alta generación de polvos y partículas de acuerdo al proceso productivo de la empresa.

Realizar una limpieza periódica de acuerdo al nivel de generación de partículas en los procesos.

Se encuentran equipos operando en vacío

Sistemas en los cuales se termina la actividad productiva y se dejan equipos encendidos.

Apagar equipos adaptando un control operacional más estricto

Existen motores sobredimensionados

Es común encontrar sistemas sobredimensionados por posibilidades en el aumento en la capacidad de producción o por protección de la unidad.

Realizar cálculos más ajustados de acuerdo a la necesidad del sistema, si es necesaria una ampliación se debe tener en cuenta sin necesidad de sobredimensionar.

Está la tensión de alimentación de los motores balanceada.

Por lo general se realiza una mala distribución de cargas monofásicas a sistemas trifásicos, lo que acarrea problemas en la tensión de suministro de los motores.

Realizar un balance de carga siempre y cuando existan valores de desbalances mayores a un 5%.

Se encuentran varias líneas de proceso innecesariamente.

Se encuentra comúnmente que la distribución de la empresa no se encuentra dispuesta para el transporte y manejo de los materiales que involucran el proceso productivo de la empresa.

Siempre y cuando sea posible realizar una distribución más adecuada para evitar cuellos de botella y máquinas operando innecesariamente.

Cuando un motor de inducción es rebobinado constantemente en talleres no certificados, pierde punto de eficiencia por cada rebobinado, como regla de mano, pierde entre uno (1) y dos (2) puntos.

Si el motor falla por problemas de aislamiento y es necesario desmontarlo para mantenimiento severo, es posible considerar el uso de un motor nuevo y de eficiencia Premium, la recuperación de la inversión se alcanza por lo general a los seis (6) meses, dependiendo de las condiciones

Se encuentran motores rebobinados varias veces.

Tabla 7. Oportunidades de ahorro en motores eléctricos

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Sistema

Oportunidad (Problema)

Razón (Causa)

Acción

¿Usa lámparas incandescentes de 100W y 150W?

Las lámparas fluorescentes compactas consumen hasta un 80% menos de energía y su inversión es de fácil recuperación por ahorros potenciales

Sustitución de lámparas ineficientes

¿Usa lámparas del tipo T-12 de 75 W - 59 W - 40 W?

Las lámparas fluorescentes del tipo T-8 consumen hasta un 40% menos de energía y su inversión es de fácil recuperación por ahorros potenciales

Sustitución de lámparas ineficientes

¿Usa lámparas de mercurio en su instalación?

Las lámparas de vapor de sodio y/o de haluros metálicos consumen hasta un 30% menos de energía y ofrecen un aumento de los niveles lumínicos hasta en un 10%

Sustitución de lámparas ineficientes

¿Anima a su personal a que apague las luces una vez desalojado el recinto?

Siempre se debe tener en cuenta esta alternativa, porque representa un ahorro de por lo menos un 10% y no representa un gasto adicional

Materiales educativos, incentivos, entre otros

¿Está usted aprovechando el máximo nivel de luz natural?

Si la luz natural es adecuada, realizar la adecuación de la instalación para su uso óptimo

¿Se está llevando un programa de mantenimiento de las luminarias adecuado?

Los difusores y lámparas sucias reducen los niveles lumínicos en por lo menos un 40%, dando la sensación del uso de más lámparas

Iluminación

-Verificar la frecuencia de limpieza de las ventanas -Compruebe si se está dando un buen uso a las claraboyas Programa de mantenimiento, en la limpieza y sustitución de lámparas y difusores en mal estado

Tabla 8. Oportunidades de ahorro en motores eléctricos.

7. Opciones en el mercado para el ahorro de energía. RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS – ILUMINACIÓN La aproximación de las pérdidas eléctricas en el sistema de iluminación, se deben identificar los tipos de luminarias susceptibles de reemplazo por tecnologías de alta eficiencia. • Para las lámparas incandescentes de 100W y 150W existen lámparas fluorescentes compactas de 20W y 26W respectivamente, con lo cual se reduce el consumo de energía hasta en un 80%, reduciendo de igual manera las emisiones de calor. • Para lámparas fluorescentes lineales de 39WT12 y 40WT12 con elementos magnéticos, existen lámparas fluorescentes lineales de 32WT8 con elementos electrónicos, con lo cual se reduce el consumo de energía hasta en un 38% y un incremento en los niveles lumínicos de hasta 10% • Para lámparas de mercurio de 400W, existen lámparas de vapor de sodio de 250W o de haluros metálicos de 250W, con las que se puede reducir el consumo de energía eléctrica hasta un 30% y un incremento en los niveles lumínicos de un 10%.


Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

• Para lámparas halógenas de 50W existen lámparas compactas fluorescentes de 11W, con lo que se obtiene una reducción del consumo de energía hasta en un 80% y una disminución notable en las emisiones de calor al ambiente. • Para lámparas mixtas de 250W, 150W y 400W existen lámparas de vapor de sodio o haluros metálicos de 75W, 150W y 250W respectivamente, con las cuales se puede reducir el consumo de energía eléctrica hasta un 43% y un incremento en niveles lumínicos de 10%. Usualmente las lámparas de vapor de sodio y de haluros metálicos son las más eficientes utilizadas. El ahorro para estas dos tecnologías debe estar orientado al control de las horas de operación.

RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS – REFRIGERACIÓN Las posibilidades de optimización y cambio tecnológico en los sistemas de refrigeración se presentan a continuación: • Reemplazo de unidades condensadoras “uno a uno” por unidades de refrigeración tipo Rack. • Reemplazo de compresores reciprocantes por unidades tipo scroll o tornillo, los cuales son de alta eficiencia y tienen la capacidad de regular el flujo de refrigerante de 10% a 100% • Unidades condensadoras y evaporadores de alta eficiencia con regulación de diferenciales de temperatura de condensación y evaporación bajos. • Aplicación de variadores de velocidad para las unidades de compresión y ventilación de condensadoras y evaporadores. • Controladores de temperatura y humedad relativa de alta precisión y funciones para ahorro de energía.

RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS – ENERGÍAS ALTERNATIVAS Para América Central y la región ecuatorial, las tecnologías de energía renovable a pequeña escala presentan una alternativa económica y ambiental factible para la provisión de energía a comunidades rurales remotas y para la expansión de la capacidad eléctrica instalada, ya sea por medio de sistemas aislados o por proyectos conectados a la red eléctrica. La región cuenta con suficientes recursos para desarrollar sistemas hidráulicos, solares, eólicos y de biomasa, principalmente. Una de los tipos de energía renovable es la solar en cualquiera de sus formas, la cual ha tomado un lugar importante en sus aplicaciones a nivel local y regional en los últimos años. La energía solar foto-voltaica es aquella que se obtiene por medio de la transformación directa de la energía del sol en energía eléctrica. Esta definición contiene los siguientes aspectos sobre los cuales se puede profundizar: 1. La energía solar se puede transformar de dos maneras: La primera utiliza una parte del espectro electromagnético de la energía del sol para producir calor. A la energía obtenida se le llama energía solar térmica, donde su transformación se realiza mediante el empleo de colectores térmicos. La segunda, utiliza la otra parte del espectro electromagnético de la energía del sol para producir electricidad. A ésta se le llama solar fotovoltaica. Su transformación se realiza por medio de módulos o paneles solares fotovoltaicos. 2. La energía solar fotovoltaica se utiliza generalmente para abastecer sistemas de iluminación, para el funcionamiento de equipos ofimáticos y electrodomésticos de bajo consumo energético. Las aplicaciones fotovoltaicas generalmente se encuentran en lugares remotos que no tienen acceso a la red. También en establecimientos comerciales, industriales y de servicios que estén comprometidos con el medio ambiente. Un sistema solar fotovoltaico está conformado por equipos estrictamente construidos para las aplicaciones de transformación de la energía de radiación solar en energía eléctrica. En la figura

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Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

15 se muestra el esquema común de una instalación para un sistema de generación fotovoltaico. Panel solar fotovoltaico

Transformador CC-CA

Controlador

Bateria

Consumidores

Figura 15. Esquema de instalación común de un sistema de generación fotovoltaico

• Modulo fotovoltaico Es el equipo encargado de transformar la energía solar en eléctrica. Estos módulos solares están conformados por un arreglo de celdas fotovoltaicas protegidas por un marco de vidrio y aluminio anodizado. La celda fotovoltaica es el componente que capta la energía contenida en la radiación solar y la transforma en una corriente eléctrica, basado en el efecto fotovoltaico que la produce cuando la luz incide sobre algunos materiales. El material más usado en la fabricación de las celdas fotovoltaicas es el silicio por su capacidad semiconductora y abundancia en todo el mundo.


 Figura 16. Arreglo de módulos solares fotovoltaicos


Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Las aplicaciones más comunes en la industria de las instalaciones solares fotovoltaicas son para abastecimiento eléctrico a sistemas de iluminación, equipos ofimáticos y algunas aplicaciones de pequeños sistemas de bombeo.

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Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Glosario de términos Balasto: sarias para fijar y proteger las lámparas y cuando dispositivo conectado entre la alimentación y una sea necesario, circuitos auxiliares junto con los meo varias lámparas de descarga, que sirve para li- dios de conexión al circuito de alimentación. mitar la corriente de la o las lámparas a un valor determinado. Rendimiento, eficiencia energética: Compresor: Es la relación existente entre la energía que rees una máquina que está construida para aumen- quiere un determinado equipo para su funcionatar la presión y transportar ciertos fluidos llama- miento y la que realmente transforma en energía dos compresibles (gases y vapores). útil. Condensadora, Unidad: Refrigeración: Equipo intercambiador de calor por el cual se di- Proceso termodinámico y de transferencia de casipa calor desde el banco de tubos al ambiente. lor de un medio de mayor concentración de temperatura, a uno de menor concentración de esta. Sensor de presencia: detector de radiación óptica que utiliza la interac- Variador de Frecuencia: ción entre la radiación y la materia resultante de la Equipo electrónico que se acopla a los motores de absorción de fotones y la consecuente liberación inducción y regula progresivamente la frecuencia de electrones a partir de sus estados de equili- de dicho motor, tanto en carga como en arranque. brio, produciendo así una tensión o corriente eléctrica, o una variación de resistencia eléctrica, Refrigerante: excluyendo los fenómenos eléctricos producidos Sustancia química empleada para transmitir enerpor cambios de temperatura. gía en forma de calor en un sistema de refrigeración (sistema frigorífico). Eficiencia energética: proporción entre la cantidad de energía consumida y los productos y servicios finales obtenidos. Energía reactiva: energía que ciertos receptores (transformadores, lámparas de descarga, motores, etc.) emplean para crear campos magnéticos. No produce ningún trabajo útil, por lo que resulta conveniente disminuir su cuantía mediante baterías de condensadores. Lámpara: fuente construida para producir una radiación óptica, generalmente visible. Lámpara de descarga: aquella en la que la luz se produce, directa o indirectamente, por una descarga eléctrica a través de un gas, un vapor metálico o una mezcla de varios gases y vapores. Luminaria: aparato que sirve para repartir, filtrar o transformar la luz de una o varias lámparas y que incluye, además de las propias lámparas todas las piezas nece-


Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Conversión de unidades Tablas de conversion de unidades Conversion del sistema ingles al sistema métrico (SI)

Conversion del sistema metrico (SI) al sistema inglés Longitud

de

pulgada

milimetros

25.4

milimetros

pulgada

0.0394

pulgada

centimetros

2.54

centimetros

pulgada

0.3937

pies

a

centimetros

(x) por

30.48

de

centimetros

a

pies

(x) por

0.0328

pies

metros

0.3048

metros

pies

3.2808

yarda

metros

0.9144

metros

yarda

1.0936

Área

de

pulgada2

milimetros2

645.16

milimetros2

pulgada2

0.016

pulgada2

centimetros2

6.4516

centimetros2

pulgada2

0.155

pies2

a

centimetros2

(x) por

929.03

de

centimetros2

a

pies2

(x) por

0.0011

pies2

metros2

0.0929

metros2

pies2

10.7639

yarda2

metros2

0.8361

metros2

yarda2

1.196

Volumen-Capacidad

de

pulgada3

centimetros3

16.38

pulgada3

centimetros3

0.061

onza

centimetros3

29.57

onza

centimetros3

0.0338

galon (US)

decimetros3

3.78

galon (US)

decimetros3

0.2642

galon (US)

metros3

0.0038

galon (US)

metros3

pies3

a

decimetros3

(x) por

28.31

de

pies3

a

decimetros3

264.17 (x) por

0.0353

pies3

metros3

0.0283

pies3

metros3

35.31

yarda3

metros3

0.7646

yarda3

metros3

1.307

pulgada3/lb

metros3/kg

0.000036

pulgada3/lb

metros3/kg

27.68

pies3/lb

metros3/kg

0.0624

pies3/lb

metros3/kg

16.018

onza

gramo

28.34

gramo

onza

0.03527

libra

gramo

453.6

gramo

libra

Masa

de

libra

a

kilogramo

(x) por

0.453

de

kilogramo

a

libra

0.0022 (x) por

2.2046

libra

Tonelada (SI)

0.00045

Tonelada (SI)

libra

2204.6

Tonelada (US)

Tonelada (SI)

0.907

Tonelada (SI)

Tonelada (US)

1.1023

Fuerza de

libra-fuerza

a

Newton

(x) por

4.448

de

Newton

a

libra-fuerza

(x) por

0.225

Densidad

de

libra/pulgada3

kg/m3

27679.8

kg/m3

libra/pulgada3

libra/pies3

g/cm3

0.016

g/cm3

libra/pies3

libra/pies3

a

libra/pulgada3

kg/m3

(x) por

g/cm3

de

16.018

kg/m3

27.68

a

g/cm3

libra/pies3

0.000036 (x) por

libra/pulgada3

62.43 0.0624 0.03613

Temperatura de

Fahrenheit Fahrenheit

a

Centigrados Kelvin

(x) por

(F-32)/1,8 (F+459,6)/1,8

de

Centigrados Kelvin

a

Fahrenheit Fahrenheit

(x) por

(1,8x°C)+32 (1,8x°K)+459,6

Presión

de

psi

Kilo-pascal

6.8948

Kilo-pascal

psi

psi

Mega-pascal

0.00689

Mega-pascal

psi

psi

a

psi

Giga-pascal

(x) por

Bar

0.00000689

de

Giga-pascal

0.0689

a

Bar

psi

0.145 (x) por

145 145.038

psi

14.51 0.736

Potencia y Energía

de

ft-lb

Joule (J)

1.3558

Joule (J)

ft-lb

in-lb

Joule (J)

0.113

Joule (J)

in-lb

8.85

ft-lbf/pulgada

Joule/metro

53.4

Joule/metro

ft-lbf/pulgada

0.0187

ft-lbf/pulgada

J/cm

0.534

J/cm

ft-lbf/pulgada

1.87

ft-lbf/pulg2

kJ/m2

2.103

kJ/m2

ft-lbf/pulg2

0.4755

kW

a

HP (SI)

(x) por

13596

de

HP (SI)

a

kW

(x) por

0.7355

HP (US)

kW

0.7457

kW

HP (US)

1.3419

Btu

J

1055.1

J

Btu

0.00095

Btu

W-h

0.2931

W-h

Btu

3.412

Btu/lb

kJ/kg

2.326

kJ/kg

Btu/lb

0.4299

Btu/lb°F

J/kg°C

4187

J/kg°C

Btu/lb°F

0.000239

Flujo Másico de

lb/min lb/h

a

g/s kg/h

(x) por

7.56 0.453

de

g/s kg/h

a

lb/min lb/h

(x) por

0.1323 2.2046

Velocidad de

pulg/min ft/s

a

cm/s m/s

(x) por

0.0423 0.3048

de

cm/s m/s

a

pulg/min ft/s

(x) por

23.62 3.2808

51


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Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Bibliografía 1. Sistema de gestión integral de la energía. Guía para la implementación. UPME, Omar Prias Caicedo, Grupo de Investigación en Gestión Eficiente de Energía, KAÍ, Universidad del Atlántico, Grupo de Investigación en Energías, GIEN, Universidad Autónoma de Occidente. 2. Guía didáctica para el desarrollo de auditorías energéticas, UPME basada en un estudio con la unión temporal ISIS Diego Otero. 3. Formulación de una política ambiental de eficiencia energética para Bogotá, CAEM-CCBAlcaldía Mayor de Bogotá/Carlos Amaris de León. 4. Inventario nacional de GEI, Módulo de procesos 2009. /Dalia Mercedes Buitrago, María Gutiérrez, Gina Sánchez. 5. Gran encuesta PYME, Informe de resultados 2009. /ANIF-Banco de la Republica-BID-Bancoldex. 6. Guía ambiental para la floricultura. ASOCOLFLORES 7. Guía de buenas prácticas en uso racional de energía en el sector de pequeñas y medianas industrias/Ministerio de Medio Ambiente 2002, Centro Nacional de Producción más limpia 8. Unidad de asistencia para la mediana y pequeña industria/ACERCAR 2008.

PAGINAS WEB: 1. http://www.asocolflores.org/ 2. http://www.si3ea.gov.co/Eure/index.html 3. http://www.colombianflowers.com 4. http://www.floresfunza.com


Guia metodol贸gica para el uso eficiente de la energ铆a en el subsector floricultor

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Guia metodol贸gica para el uso eficiente de la energ铆a en el subsector floricultor

Fondo Multilateral de Inversiones Miembro del Grupo BID

Guía flores. CCB  

Guía flores. CCB

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