UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL Sede Santo Domingo FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES Informe de propuesta tecnológica para obtener el título de: INGENIERA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES “ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA CON ÉNFASIS EN LA PRODUCCIÓN Y PROPUESTA DE UN PLAN DE PML EN LA EMPRESA SOLVAC.” Autora BLANCA GÉNESIS LANDÁZURI ZURITA Director ING. CRISTIAN SAMUEL LAVERDE ALBARRACÍN, MSc. Santo Domingo de los Tsáchilas – Ecuador JULIO – 2017
Transcript of UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE...
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Sede Santo Domingo
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS
NATURALES
Informe de propuesta tecnológica para obtener el título de:
INGENIERA AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES
“ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA CON ÉNFASIS EN LA
PRODUCCIÓN Y PROPUESTA DE UN PLAN DE PML EN LA EMPRESA
SOLVAC.”
Autora
BLANCA GÉNESIS LANDÁZURI ZURITA
Director
ING. CRISTIAN SAMUEL LAVERDE ALBARRACÍN, MSc.
Santo Domingo de los Tsáchilas – Ecuador
JULIO – 2017
II
“ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA CON ÉNFASIS EN LA
PRODUCCIÓN Y PROPUESTA DE UN PLAN DE PML EN LA EMPRESA
SOLVAC.”
Ing. Cristian Laverde Albarracín, MSc.
DIRECTOR
APROBADO
Ing. Miriam Recalde Quiroz, MSc.
PRESIDENTA DEL TRIBUNAL
Ing. Silvia Dávila Díaz, MSc.
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Ing. Mario Fernández Morales, MSc.
MIEMBRO DEL TRIBUNAL
Santo Domingo, ........... de ……………… de 2017.
III
Autor:
BLANCA GÉNESIS LANDÁZURI ZURITA
Institución:
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Título:
“ANÁLISIS DE EFICIENCIA ENERGÉTICA CON
ÉNFASIS EN LA PRODUCCIÓN Y PROPUESTA DE
UN PLAN DE PML EN LA EMPRESA SOLVAC.”
Fecha: JULIO, 2017
El contenido del presente trabajo está bajo la responsabilidad del autor y no ha sido
plagiado.
Blanca Génesis Landázuri Zurita
Cédula de identidad: 230027726-2
IV
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
Sede Santo Domingo
INFORME DEL DIRECTOR
Santo Domingo, 05 de julio de 2017.
Señora Ingeniera
Miriam Recalde Quiroz,
COORDINADORA DE LA CARRERA DE INGENIERÍA
AMBIENTAL Y MANEJO DE RIESGOS NATURALES UTE SD
Presente.
Señora Coordinadora:
Informo a Usted que el trabajo técnico realizado por la estudiante: BLANCA
GÉNESIS LANDÁZURI ZURITA, cuyo título es “ANÁLISIS DE EFICIENCIA
ENERGÉTICA CON ÉNFASIS EN LA PRODUCCIÓN Y PROPUESTA DE UN
PLAN DE PML EN LA EMPRESA SOLVAC” ha sido elaborado bajo mi supervisión
y revisado en todas sus partes, el mismo que no ha sido plagiado, por lo cual autorizo
su respectiva presentación.
Particular que informo para fines pertinentes.
Ing. Cristian Samuel Laverde Albarracín, MSc.
DIRECTOR DEL TRABAJO DE TITULACIÓN
V
Dedicatoria
Quiero dedicar el esfuerzo puesto en la realización de este tra-
bajo ante nada a DIOS, que me ha dado su bendición en todos
los campos de mi vida; de igual manera a mi madre Marna,
quien con su esfuerzo por sacar a su hija adelante, hoy ve sus
resultados en mí, culminando esta etapa universitaria; agra-
dezco a mi esposo, que me ha enseñado la constancia y lucha
para salir adelante; a mi tío Bolívar y su familia que han sido
de gran valor en mi vida.
GÉNESIS
VI
Agradecimiento
A Dios, por guiarme en cada momento de mi vida, por fortalecer mi corazón e ilumi-
nar mi mente y por tener en mi vida a aquellas personas que han sido mi soporte y
compañía durante todo el periodo de estudio.
Al Doctor Cristian Laverde, Tutor Académico, que ha dedicado su valioso tiempo
guiándome y apoyándome en la aplicación de la metodología necesaria y requerida
para el desarrollo de esta propuesta.
Para complementar, agradezco a la empresa SOLVAC, que me dio apertura para
acceder a toda la información requerida para mi trabajo de titulación.
Blanca Génesis Landázuri Zurita
VII
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO
PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 230027726-2
APELLIDO Y NOMBRES: Landázuri Zurita Blanca Génesis
DIRECCIÓN: Urb. Las Islas
EMAIL: [email protected]
TELÉFONO FIJO: 022751-791
TELÉFONO MÓVIL: 0967595794
DATOS DE LA OBRA
TITULO: Análisis de eficiencia energética con énfasis en la
producción y propuesta de un plan de PML en la
empresa SOLVAC.
AUTOR O AUTORES: Blanca Génesis Landázuri Zurita
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN: Julio, 2017
DIRECTOR DEL PROYECTO DE TITU-
LACIÓN: Ing. Cristian Laverde Albarracín, MSc.
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniera Ambiental y Manejo de Riesgos
Naturales
RESUMEN: Mínimo 180 y máximo 250 pala-
bras
La presente propuesta tecnológica fue realizada en
SOLVAC, empresa local dedicada a la industria
metalmecánica, que se encuentra ubicada en la
provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas,
cantón Santo Domingo de los Colorados, cuenta
con 19 empleados operadores de maquinaria
dedicada a la fabricación de artículos, equipos y
materiales de metalistería, y al requerir un alto
consumo energético en sus procesos productivos y
no tener un plan de eficiencia energético genera
elevados costos de producción por ello se planteó
el siguiente objetivo: realizar un diagnóstico
energético en los procesos de producción de la
Empresa SOLVAC.
x
VIII
Para llevar a cabo esta propuesta de Producción
más Limpia fue necesario realizar un inventario
de los equipos, una auditoría energética básica en
cada uno de los procesos productivos con un
promedio de consumo de energía de 3207 KWh
mensuales, el área productiva de Unión y
Soldadura se identificó como el de mayor
consumo energético con un 53,51% del total de la
empresa lo que nos permite formular un programa
basado en la Producción Más Limpia que engloba
medidas ambientales, económicas, operacionales y
comerciales para SOLVAC, mismas que fueron
sometidas a análisis de viabilidad y tener una
proyección de tiempo de aplicación.
SOLVAC al implementar esta iniciativa del análi-
sis de eficiencia energética y la propuesta de un
plan de Producción Más Limpia contribuye al
desarrollo sostenible del país y está en la misma
línea del gobierno actual que propone el proyecto
Matriz Energética, el Centro Ecuatoriano de Pro-
ducción más Limpia (CEPL) y el Centro Ecuato-
riano de Eficiencia de Recursos y Producción más
Limpia (CEER) impulsado por la ONU, que inten-
tan hacer un cambio en el sistema energético na-
cional e internacional que le otorgue al país sobe-
ranía en este campo estratégico de desarrollo.
PALABRAS CLAVES: Producción más limpia, Energía, Eficiencia ener-
gética, Ambiente, Consumo energético, Medida,
Estrategia, Auditoría energética.
ABSTRACT:
The present technological proposal was made in
SOLVAC, a local company dedicated to the metal
mechanical industry, which is located in the prov-
ince of Santo Domingo de los Tsáchilas, Santo
Domingo de los Colorados city, counts with 19
employees of machinery dedicated to the manu-
facture of articles, equipment and metalworking
materials, and for requiring a high energy con-
sumption in its production processes and not hav-
ing an energy efficiency plan generates high pro-
duction costs. Therefore, the following objective
was proposed: to carry out the energy assessment
in the production processes of The SOLVAC
Company.
In order to carry out this Cleaner Production pro-
posal, it was necessary to perform an inventory of
the equipment, a basic energy audit in each of the
production processes with an average energy con-
sumption of 3207 KWh per month, the production
area of Union and Welding was identified as the
one with the highest energy consumption with
53.51% of the total of the company, which allows
us to formulate a program based on Cleaner Pro-
duction that encompasses environmental, econom-
IX
ic, operational and commercial measures for
SOLVAC, which were subjected to feasibility
analysis to establish a projection of time of appli-
cation.
SOLVAC, implementing this initiative of the
energy efficiency analysis and proposing a Clean-
er Production plan contributes to the sustainable
development of the country, and besides, it is in
line with the current government, which proposes
the Energy Matrix project, the Ecuadorian Cleaner
Production Center (ECPC) and the Ecuadorian
Center for Resource Efficiency and Cleaner Pro-
duction (RECP) promoted by the UNO, which are
trying to make a change in the national and inter-
national energy system that gives the country
sovereignty in this strategic field of development.
KEYWORDS
Cleaner production, Energy, Energy efficiency,
Environment, Energy consume, Measure,
Strategy, Energy audit.
Se autoriza la publicación de este Proyecto de Titulación en el Repositorio Digital de
la Institución.
LANDÁZURI ZURITA BLANCA GÉNESIS
C.I.: 2300277262-2
X
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Yo, LANDÁZURI ZURITA BLANCA GÉNESIS, con cédula de identidad
230027726-2 autora del proyecto titulado: Análisis de eficiencia energética con
énfasis en la producción y propuesta de un plan de PML en la empresa SOL-
VAC previo a la obtención del título de INGENIERA AMBIENTAL Y MANJEO
DE RIESGOS NATURALES en la Universidad Tecnológica Equinoccial.
1. Declaro tener pleno conocimiento de la obligación que tienen las Institucio-
nes de Educación Superior, de conformidad con el Artículo 144 de la Ley
Orgánica de Educación Superior, de entregar a la SENESCYT en formato di-
gital una copia del referido trabajo de graduación para que sea integrado al
Sistema Nacional de información de la Educación Superior del Ecuador para
su difusión pública respetando los derechos de autor.
2. Autorizo a la BIBLIOTECA de la Universidad Tecnológica Equinoccial a te-
ner una copia del referido trabajo de graduación con el propósito de generar
un Repositorio que democratice la información, respetando las políticas de
propiedad intelectual vigentes.
Santo Domingo, 14 de julio del 2017.
LANDÀZURI ZURITA BLANCA GÉNESIS
C.I.: 2300277262-2
XI
CARTA DE AUSPICIO
XII
ÍNDICE DE CONTENIDO
Contenido Pág.
Portada........................................................................................................... I
Sustentación y aprobación de los integrantes del tribunal............................ II
Responsabilidad del autor............................................................................. III
Aprobación del director................................................................................. IV
Dedicatoria.................................................................................................. V
Agradecimiento............................................................................................. VI
Formulario de biblioteca............................................................................. VII
Declaración y Autorización......................................................................... X
Carta de auspicio......................................................................................... XI
Índice de contenido.................................................................................... XII
Índice de tablas......................................................................................... XIII
Índice de figuras........................................................................................... XIV
I. INTRODUCCIÓN.......................................................................... 1
II. METODOLOGÍA........................................................................... 3
2.1. Localización.................................................................................... 3
2.2. Propuesta Tecnológica..................................................................... 4
2.3. Análisis Económico......................................................................... 13
III. RESULTADOS............................................................................. 15
DIAGNÒSTICO............................................................................................. 15
Propuesta tecnológica................................................................................... 19
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.............................. 27
REFERENCIAS.............................................................................. 29
XIII
ÍNDICE DE TABLAS
Pág.
Tabla 1. Beneficios de Producción más Limpia.............................................. 7
Tabla 2. Costos de las actividades de Producción más Limpia....................... 13
Tabla 3. Consumo energético de SOLVAC, en los 12 últimos meses............ 15
Tabla 4. Consumo energético de equipos y áreas de producción de
SOLVAC............................................................................................ 17
Tabla 5. Consumo energético por equipos de SOLVAC................................. 18
Tabla 6. Descripción de medidas y tipo de estrategia...................................... 19
Tabla 7. Análisis de viabilidad técnica de implementación de medidas de
Producción Más Limpia..................................................................... 22
Tabla 8. Análisis de viabilidad económica de implementación de medidas
de Producción Más Limpia................................................................ 25
XIV
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.Ubicación geográfica de la empresa .............................................................. 3
Figura 2. Eco-mapa de la empresa SOLVAC. ............................................................. 9
Figura 3. Diagrama de procesos de la empresa SOLVAC ......................................... 11
Figura 4. Escala del consumo de energía eléctrica de SOLVAC, de los últimos 12
meses. ......................................................................................................................... 16
1
I. INTRODUCCIÓN
La avanzada actividad industrial con el fin de entregar bienestar, comodidad y facili-
dades en todos los ámbitos del entorno humano ha llevado consigo el crecimiento y/o
creación de residuos sólidos, efluentes y emisiones atmosféricas, que contaminan
recursos importantes para nuestra propia supervivencia (ARROBO, 2011). Esta in-
dustrialización implicó la mecanización de los procesos de manufactura y una mayor
importancia en la economía en su totalidad. Desde hace mucho el ser humano ha
trabajado metales, logrando materiales, que han marcado el progreso de los pueblos
(ICJIM, 2012).
La energía es un componente esencial para el desarrollo económico y social. La cre-
cida del consumo energético derivado del desarrollo económico y de la tendencia a
saciar una mayor demanda de necesidades, hace cada vez más urgente la integración
de los aspectos ambientales y el desarrollo sostenible en la política energética (REY,
2014).
Ecuador es conocido por la calidad de los productos del sector metalmecánico, lle-
gando a exportar 70 millones de dólares americanos de enero a julio del año 2013 a
países como Venezuela, Perú, Colombia, China y Estados Unidos. Gracias a este
sector, 23,600 individuos han conseguido empleo directo y 50,000 empleos indirec-
tos, por eso la metalmecánica ha sido reconocida como sector prioritario para el país,
ya que es proveedor de artículos para el uso de la construcción, maquinarias, carroce-
rías, automotriz, etc. Según el (INEC, 2011), este sector tiene el 65% de generación
de fuentes de empleo. El sector metalmecánico constituye el 14% del PIB y ha creci-
do un promedio de 7% anual desde el 2000 hasta el 2011. Un indicador importante
de este sector es el del encadenamiento productivo, que brinda como resultado que el
consumo intermedio de acero es del 65%, superior al de la industria manufacturera
con el 59% (Dirección de Inteligencia Comercial e Inversiones, 2013). El sistema
energético es activado principalmente por la demanda de servicios energéticos, pero
el requerimiento de energía y flujos energéticos está determinado por los recursos y
procesos de conversión existentes, consecuentemente el resultado de estas interac-
ciones están representados en los Balances Energéticos. De acuerdo a la clasificación
2
el consumo del sector de transporte representa 42% de la demanda total en el periodo
2000 – 2014, seguido por el sector industrial con el 18%, por lo que ocupa el segun-
do lugar en el país (DELGADO, 2015).
La fuente de energía más barata es la eficiencia energética y se puede definir como la
optimización de los consumos energéticos, de tal manera que para realizar una mis-
ma operación sean reducidos sin disminuir la calidad del servicio prestado (EDINN,
2010).
Por ello, el conocimiento de cómo la empresa contrata su energía, cómo la usa en sus
procesos, y cuánto repercute en sus costes, su posición relativa respecto a otros mer-
cados similares y las correcciones posibles para reducir el coste energético, fue el
origen del desarrollo de las auditorías energéticas. La auditoría energética es un pro-
ceso sistemático mediante el que (Asociación para la Investigación y Diagnosis de la
Energía, 2003):
Se obtiene un conocimiento suficientemente fiable del consumo energético de
la empresa.
Se detectan los factores que afectan al consumo de energía.
Se identifican, evalúan y ordenan las distintas oportunidades de ahorro de
energía, en función de su rentabilidad
El objetivo general de esta propuesta tecnológica es realizar un diagnóstico energéti-
co en los procesos de producción de la Empresa SOLVAC, y los objetivos específi-
cos son: levantar información de áreas de producción conjunto a un inventario de los
equipos, realizar una auditoría energética básica en cada uno de los procesos produc-
tivos, identificar las operaciones de mayores pérdidas energéticas en el transcurso de
la producción, y formular un programa basado en la Producción Más Limpia.
3
II. METODOLOGÍA
2.1. Localización
SOLVAC, empresa metalmecánica, se encuentra localizada en la provincia de Santo
Domingo de Tsáchilas, cantón Santo Domingo de los Colorados, en la Vía Quinindé
Km. 81/2 y calle s/n, margen izquierdo (diagonal a EPACEM), parroquia Valle Her-
moso (Figura 1.). Las instalaciones de la empresa se encuentran en una zona rural de
la ciudad por lo cual no existe afectación a los pobladores, con una cobertura eléctri-
ca del 97%. Según el Plan de Ordenamiento Territorial los suelos son de origen vol-
cánico, los suelos son de contextura franca a limosa, de color pardo con una profun-
didad de 80 a 150 cm. (PDOT, 2015).
Perteneciéndole las siguientes coordenadas:
Latitud 700500.00
Longitud 9978200.00
Mapa territorial
Figura 1.Ubicación geográfica de la empresa
Fuente: Google Earth.
En instalaciones constructivas cuenta con un total de área construida de 1500 m2, un
área libre de 6500 m2, teniendo un área total de terreno de la empresa de 8000 m2.
4
Condiciones climáticas
Santo Domingo de los Colorados, capital de la provincia Santo Domingo de los Tsá-
chilas cuenta con 270 875 habitantes. Se ubica en la Región Costa, en una zona de
clima trópico - lluvioso con precipitaciones de alrededor de 2658 mm3, su temperatu-
ra habitual es de unos 18 a 33 °C en verano y en invierno regularmente hace más
calor que va de 23 a 34 grados y a veces llega a los 38 °C. Su temperatura media es
de 25,5 °C (EcuRed, 2016).
Descripción de la empresa SOLVAC
SOLVAC, empresa oriunda del cantón Santo Domingo de los Colorados, cuenta con
19 empleados operadores de maquinaria dedicada a la fabricación de artículos, equi-
pos y materiales de metalistería, realizando procesos metal mecánicos exigentes de
energía eléctrica, tales como: equipos para alimentos, tanques de almacenamiento,
bandas transportadoras y tanques isotérmicos, al tener un elevado consumo energéti-
co en sus procesos productivos y no contar con un sistema de eficiencia o ahorro
energético genera elevados costos de producción y alteraciones al medio ambiente,
como emisión de gases de efecto invernadero; el agua es un recurso que también
utiliza, mismo que proviene de un pozo subterráneo.
2.2. Propuesta tecnológica
La metodología a emplear en el presente trabajo es tomada en base al modelo de es-
tudio de eficiencia energética, ya que aplica un sistema de tres pasos para ayudar a
las empresas a minimizar los pagos de sus facturas eléctricas, lo dice (TWITE,
2008). Con los estudios y los instrumentos adecuados, SOLVAC puede seguir el
mismo proceso utilizando su propio personal, de acuerdo a lo siguiente:
Paso 1: Cálculos de energía. Este paso se constituye de dos fases: 1) revisión de las
facturas eléctricas, y cálculo de las tarifas 2) monitorización del gasto eléctrico, la
eficiencia eléctrica, el factor de potencia y otros aspectos destacados del uso de la
energía.
El análisis de las facturas eléctricas no sólo permite evidenciar lo que la compañía
eléctrica le cobra por la electricidad que dice ha utilizado, sino también otros valores
5
extras como penalizaciones por factor de potencia, etc. “Se sabe que los medidores
eléctricos a veces es descuidada su calibración y mantenimiento o dejan de funcio-
nar correctamente con el paso del uso y tiempo. Por lo mismo, se aconseja inspec-
cionar detenidamente los consumos eléctricos como parte del proceso de análisis de
eficiencia energética”, dice (TWITE, 2008).
Con la ayuda de un multímetro, equipo que servirá para adquirir datos de amperaje
de cada uno de los equipos involucrados, se obtiene la potencial real o consumida,
que nos servirá para el análisis de esta propuesta.
Paso 2: Identificación de problemas. Se realiza un análisis de eficiencia energética,
analizando los datos recopilados en el paso 1.
Paso 3: Presentación y disposición de medidas. Consta de soluciones de ingeniería
con sus respectivos análisis de viabilidad técnica, ambiental y económica para los
problemas revelados en los pasos 1 y 2. Se plantearán distintas estrategias para redu-
cir el consumo y pago eléctrico, medidas que pueden ser adoptadas en base a los
principios de la Producción Más Limpia.
Análisis de viabilidad
El análisis de viabilidad técnica pretende determinar si la medida propuesta necesita
cambios en los procedimientos que realiza la empresa, determinar recursos materia-
les necesarios para su implementación, así como las condiciones de operación y fun-
cionamiento de la alternativa.
El análisis de viabilidad económica es conocer los gastos necesarios para implemen-
tar y mantener en funcionamiento la alternativa, comparándola con los ahorros direc-
tos e indirectos que se derivan de la misma.
La evaluación de viabilidad ambiental ayuda a determinar si la medida propuesta
contribuye al cumplimiento legal ambiental con el fin de evitar la generación de resi-
duos, emisiones o vertimientos, minimizando así el impacto ambiental y contribu-
yendo al mejoramiento continuo de la empresa.
6
Eficiencia energética
La eficiencia energética radica en el ahorro y uso inteligente de la energía evitando
mermas y desperdicios, utilizando la mínima cantidad de energía y conservando la
calidad de bienes y servicios, para satisfacer la demanda sin afectar a su rendimiento;
supone la sustitución de un equipo por otro que, con las mismas prestaciones, con-
suma menos electricidad (INER, 2016).
En definitiva, un análisis de ahorro y eficiencia energética se compone de tres puntos
básicos (Serra, 2009):
Ayudar a la mejora del sistema y contribuye al medio ambiente mediante la re-
ducción de emisiones de CO2 al reducir la demanda del consumo energético.
Mejora la gestión técnica de las instalaciones aumentando su rendimiento y evi-
tando pausas de procesos y averías.
Disminución del consumo y coste económico de la energía.
Producción Más Limpia
La Producción Más Limpia es el empleo de una estrategia ambiental precautoria su-
mada a los procesos, productos y servicios para acrecentar una eficiencia integrada y
disminuir los peligros para los seres humanos y el ambiente empleando el concepto
de las 3 R’s (Reducción, Reutilización y Reciclaje) (ONUDI, 2005):
En los procesos de producción, consiste el ahorro de materias primas y energía,
la exención de materias primas tóxicas y la rebaja de cantidades y toxicidad de
desechos y emisiones.
En el desarrollo y diseño del producto, consiste en la reducción de impactos ne-
gativos a lo largo del ciclo de vida del producto: que comienza con la extracción
de la materia prima y finaliza con su disposición final.
En los servicios, incorpora consideraciones ambientales en el diseño y entrega de
los servicios.
Con la implementación de Producción más Limpia se trata de llevar un proceso poco
o nada eficiente de control de la contaminación “al final del tubo”, a un proceso efi-
ciente de prevención de la contaminación desde su etapa inicial, a través de la con-
7
servación y ahorro de materias primas, insumos, agua y energía a lo largo del proce-
so fabril.
Según el (CEPL, 2005), en el documento: Manual de la Producción más Limpia para
la Industria Textil, apunta: “El mecanismo a aplicar es la evaluación técnica, econó-
mica y ambiental de los procesos productivos con el objeto de reconocer oportunida-
des que brinden más cantidad de posibilidades para su mayor eficiencia y eficacia
con el menor costo ambiental, sugiriendo las estrategias ya mencionadas”, de acuer-
do a esto se pueden lograr beneficios, (Tabla 1).
Tabla 1. Beneficios de Producción más Limpia.
Beneficios ambientales
- Ejecución de las normas y regulaciones ambientales.
- Disminución de sobrantes de materia prima, agua y energía.
- Optimización en el aprovechamiento de materia prima
Beneficios económicos
- Minoración de costos por optimización del uso de las materias primas e insu-
mos en general.
- Ahorro por mejor uso de los recursos (agua, energía, etc.)
- Incremento de ganancias económicas.
Beneficios operacionales
- Aumento de eficiencia y eficacia de los procesos operacionales.
- Mejoramiento de las condiciones de seguridad y salud ocupacional.
- Mejoramiento de las relaciones con la comunidad y autoridad de aplicación
ambiental.
- Disminución de la generación de residuos
- Incremento de la motivación del personal
8
Tabla 1. (Cont.)
Beneficios comerciales
- Mejora el posicionamiento de los productos que se venden el mercado.
- Mejora de la imagen corporativa empresarial.
- Favorece el acceso a nuevos mercados.
- Aumenta las ventas y margen de ganancias.
Auditoría energética
La auditoría energética es un instrumento eficaz que nos permite identificar los esce-
narios donde el consumo energético se efectúa de manera ineficiente, implantando
además las posibles mejoras técnicas y organizativas orientadas a la mejora econó-
mica energética del sistema al que se pretende aplicar. Para ello, en una auditoría se
valora energéticamente el funcionamiento de la instalación, se analizan las posibles
reformas ya sean para procesos o equipos y se establecen las inversiones a realizar y
sus periodos de retorno, planteando la implantación de aquellas medidas de ahorro y
eficiencia energética más interesantes. Un resultado significativo de la consiguiente
implementación de las mejoras detectadas en la auditoría sería la reducción del con-
sumo energético alcanzado, la reducción del pago de la factura energética y la elimi-
nación de las penalizaciones por efluentes contaminantes y emisiones, en el caso de
que las hubiera. Una auditoria energética se realiza en tres fases: fase 1: Análisis de
la estructura energética, fase 2: Análisis de eficiencia energética, y fase 3: Evalua-
ción de medidas de ahorro (Energía, 2011).
FASE I: Análisis de la estructura energética de la empresa SOLVAC
El objetivo de esta fase es identificar cómo se recibe la energía en la empresa y cómo
se transforma, distribuye y se consume en los equipos finales de proceso. La exacti-
tud en la información adquirida, dependerá de la monitorización energética existente
de los diferentes equipos, procesos, y áreas.
9
Figura 2. Eco-mapa de la empresa SOLVAC.
Áreas de Producción de SOLVAC.
Recepción de Materia prima: En esta etapa se recibe todo el material primario
que se utilizará para realizar los diferentes procesos y obtener el producto final.
Por ejemplo: lingotes de acero.
10
Almacenamiento: Etapa donde se guarda, clasifica y se mantiene en buen estado
el material o producto para ser distribuido a los procesos productivos o para en-
tregar al cliente.
Diseño de planos: En esta fase se realizan los diseños de los productos solicitados
por los clientes, que serán entregados al operador adecuado.
Cortado y doblado: El corte de metales se realiza en el torno, taladradoras, y fre-
sadoras en otros procesos ejecutados por máquinas - herramientas con el uso de
varias herramientas cortantes. Las partes se producen desprendido metal en forma
de pequeñas virutas.
Desbaste o perforación: Consiste en mecanizar, roscar, cortar, agujerear, cilin-
drar, desbastar y ranurar piezas de forma geométrica por revolución.
Unión o Soldadura: se refiere al proceso y el resultado de soldar, es decir, esta-
blecer una unión solida entre dos cosas con un material que resulte similar o el
mismo.
Pulido y pintura, y Control de calidad: Se realizan los últimos retoques del pro-
ducto de acuerdo a lo solicitado. Se verifica que su funcionamiento sea eficaz.
Entrega: Se distribuye y entrega el producto final al cliente.
11
Figura 3. Diagrama de procesos de la empresa SOLVAC
Equipos y Maquinaria
Sierra: El uso principal de la sierra es para cortar el material a la longitud ne-
cesaria para otras operaciones. La adaptabilidad de las sierras permite usarla
para cortar formas y contornos irregulares.
Recepción de Materia prima
Almacenamiento
Diseño de planos
Cortado y doblado
Desbaste o perforación
Union o Soldadura
Pulido y pintura
Control de calidad
Entrega
12
Fresadora: máquina-herramienta cuya función es crear piezas de determina-
das formas, a través de un proceso de mecanizado de las mismas, con el uso
de una herramienta giratoria llamada fresa. El mecanizado es un modo de
manufactura por remoción de material tanto por abrasión como por arranque
de viruta.
Taladro: herramienta giratoria a la que se le acopla un elemento al que hace
girar y realiza el trabajo, como la broca.
Mortajador: Máquina cuya herramienta, dotada de movimiento rectilíneo al-
ternativo, arranca viruta al moverse sobre piezas fijadas sobre la mesa de la
máquina. Las mortajadoras se utilizan principalmente para mecanizar ranuras,
pero también se emplean para contornear levas, placas, palancas, tallar engra-
najes, etc.
Cizalla o guillotina: máquinas empleadas para cortar metales generalmente en
láminas.
Dobladora o Roladora: Las dobladoras son una herramienta ideal para hacer
pliegues a las láminas de acero. La dobladora está construida en sólida placa
de acero resistente al trabajo pesado, el cuerpo superior se puede ajustar para
diferentes tipos de doblez y calibres de lámina
Torno: máquina o herramienta que opera haciendo girar la pieza a mecanizar
mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en un movimiento
regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la viruta de
acuerdo con las condiciones tecnológicas adecuadas.
Suelda eléctrica: sirve para unir dos o más metales, asegurando la continuidad
de la materia. Para realizar este proceso es necesario producir calor a través
del paso de una corriente eléctrica que genera un arco entre el electrodo y la
pieza.
Esmeril o pulidora: se utiliza en el pulido de muchos tipos de piedra o metal.
13
Compresor de pintura: es una máquina de fluido que está construida para au-
mentar la presión y desplazar fluidos llamados compresibles, tales como ga-
ses y vapores.
2.3. Análisis económico
La presente propuesta tecnológica requiere una inversión de 5.850,00 dólares ameri-
canos para la ejecución de las medidas propuestas que serán aplicadas en un mínimo
de 3 meses y máximo un año respectivamente. Los costos para reducir el consumo
energético no son solamente de implementación de equipos sino también de medidas
o prácticas que pueden ser aplicadas cuando lo requieran en la empresa sin necesidad
de altos costos de inversión (Ver Tabla 2).
Tabla 2. Costos de las actividades de Producción más Limpia.
Actividad Recursos Costo
($) Cantidad Total ($)
Clasificación de desperdi-
cios de materia prima.
Cestos para
desechos. 50,00 3 150,00
Señalética. 50,00 1 50,00
Identificación de puntos
críticos de consumo ener-
gético.
Ficha informativa y
de registro de con-
sumo.
5,00 1 5,00
Disposición final adecua-
da para los diferentes tipos
de residuos sólidos.
Transporte (Con-
venio con ADEL-
CA).
100,00 1 100,00
Capacitación al personal
acerca de las normas y
regulaciones ambientales.
Charlas o conversa-
torios 150,00 1 150,00
Medir, registrar y contro-
lar consumos por equipos.
Fichas de registro. 5,00 1 5,00
14
Tabla 2. (Cont.
Fomentar la cultura del
ahorro de los recursos.
Fichas y carteles
informativos. 5,00 4
120,00
Charlas o conversa-
torios. 100,00 1
Mantenimiento preventivo
a los equipos y maquina-
ria, lo que puede generar
un ingreso para SOLVAC.
Charlas o conversa-
torios. 100,00 1
150,00
Fichas de registro
de mantenimiento. 5,00 10
Sustituir las maquinas que
tengan más de 10 años de
uso.
Taladro. 1.860,00 1
3.960,00
Compresor. 2.100,00 1
Motivar e incentivar al
personal para mejorar há-
bitos de uso de energía
eléctrica.
Charlas o conversa-
torios. 100,00 1 100,00
Capacitar al personal so-
bre el uso correcto del
equipo de protección per-
sonal.
Cascos, mascari-
llas, gafas (de pulir,
de suelda), guantes
(de cuero, y de
pupos), orejeras, 2
arnés, ropa y zapa-
tos punta de acero.
40,00 19 760,00
Capacitar operarios de
equipos eléctricos para su
uso y manejo eficiente.
Charlas o conversa-
torios. 100,00 1 100,00
Mejorar la imagen corpo-
rativa de la empresa, me-
diante publicidad.
Carteles, volantes.
200,00 1 200,00
TOTAL 5.850,00
15
III. RESULTADOS
DIAGNÓSTICO
FASE II: Análisis de Eficiencia Energética de la empresa SOLVAC.
Paso 1. Cálculos de energía:
a. Revisión de facturas y cálculos de tarifas de la empresa SOLVAC
Actualmente la empresa consume un promedio de 3207 KWh mensuales, y 38488
KWh anuales con un costo anual de $7.363,74, en relación a los últimos 12 meses
(Tabla 3).
Tabla 3. Consumo energético de SOLVAC, en los 12 últimos meses.
Mes Consumo (Kwh) Valor factura ($)
Octubre 2015 3571 616,88
Noviembre 2015 3369 598,29
Diciembre 2015 2969 561,50
Enero 2016 3160 617,71
Febrero 2016 3235 628,94
Marzo 2016 3609 664,41
Abril 2016 2995 604,30
Mayo 2016 2915 592,25
Junio 2016 2869 590,39
Julio 2016 3394 642,05
Agosto 2016 3323 634,66
Septiembre 2016 3079 612,36
Fuente: http://www.cnelep.gob.ec/planillas/ - CNEL
El consumo energético de la empresa es de acuerdo a la producción, que es un poco
irregular, lo que varía de acuerdo a la necesidad de su mercado potencial.
16
Figura 4. Escala del consumo de energía eléctrica de SOLVAC, de los últimos 12
meses.
Fuente: http://www.cnelep.gob.ec/planillas/ - CNEL
b. Monitorización del consumo eléctrico, el factor de potencia del uso de la
energía.
Esta etapa consiste en obtener la potencia real de cada uno de los equipos usando la
siguiente formula (Ver Tabla 4):
𝑷 = √𝟑 × 𝑼 × 𝑰 × 𝐜𝐨𝐬 ∅
Dónde:
P: Potencia real
U: Voltaje
I: Intensidad (obtenida mediante el uso del Multímetro)
Una vez obtenidos los datos necesarios y suficientes, se identificarán las áreas que
requieran acciones de ahorro y medidas de Producción más Limpia.
17
Tabla 4. Consumo energético de equipos y áreas de producción de SOLVAC
Áreas Equipos Potencia
total (KW)
Potencia
real
(KW)
Horas de
trabajo
diarios
(h)
Consumo
diario
(KW-h)
Días de
trabajo
al mes
(días)
Consumo
mensual
(KW-h-
mes)
Días de
trabajo
al año
Consumo
anual
(KW-h)
Porcentaje
por equi-
po %
Porcentaje
por área
%
Cortado y
Doblado
Sierra 1,65 0,76 1 0,76 22 16,72 264 200,64 0,53
17,26
Cizalla o
guillotina 9,8 4,9 2 9,8 22 215,6 264 2587,2 6,86
Dobladora o
Roladora 10,1 5,81 1,5 8,715 22 191,73 264 2300,76 6,10
Mortajador 4 2,7 2 5,4 22 118,8 264 1425,6 3,78
Desbaste
Fresadora 8,5 4,3 3,5 15,05 22 331,1 264 3973,2 10,53
27,48 Taladro 0,65 0,29 2 0,58 22 12,76 264 153,12 0,41
Torno 7,5 4,3 5,5 23,65 22 520,3 264 6243,6 16,55
Unión o
Soldadura
Suelda eléc-
trica 1 14,3 9,3 5,5 51,15 22 1125,3 264 13503,6 35,78
53,51 Suelda eléc-
trica 2 8,4 5,63 4,5 25,335 22 557,37 264 6688,44 17,72
Pulido y
Pintura
Esmeril 2,4 1,3 1 1,3 22 28,6 264 343,2 0,91 1,75
Compresor 2,9 1,2 1 1,2 22 26,4 264 316,8 0,84
TOTAL 142,94
3144,68
37736,16 100% 100%
Fuente: Autor.
18
Paso 2. Eficiencia energética
En esta etapa obtendremos la eficiencia del rendimiento de los equipos realizando los
cálculos requeridos (Cengel, 2012):<
𝑬𝒇𝒊𝒄𝒊𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 (𝒏) =𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒓𝒆𝒂𝒍
𝑷𝒐𝒕𝒆𝒏𝒄𝒊𝒂 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍× (𝟏𝟎𝟎%)
En la tabla 5, se indica la eficiencia de cada equipo utilizado en la producción de
SOLVAC, y se puede notar que varía desde 44,62% en el caso del taladro hasta
67,50% como en el mortajador.
Tabla 5. Consumo energético por equipos de SOLVAC
Equipos Potencia
total (KW)
Potencia
real (KW)
Eficiencia
(%)
Sierra 1,65 0,76 46,06
Cizalla o guillotina 9,8 4,9 50,00
Dobladora o Rola-
dora 10,1 5,81 57,52
Mortajador 4 2,7 67,50
Fresadora 8,5 4,3 50,59
Taladro 0,65 0,29 44,62
Torno 7,5 4,3 57,33
Suelda eléctrica 1 14,3 9,3 65,03
Suelda eléctrica 2 8,4 5,63 67,02
Esmeril 2,4 1,3 54,17
Compresor 2,9 1,2 41,38
Fuente: Autor
La eficiencia de trabajo obtenida de cada uno de los equipos antes mencionados en la
tabla 4, se encuentra en el rango de estandarización aceptable para realizar un trabajo
que va del 30% como valor mínimo, en relación a la potencia real y total, de acuerdo
al tiempo de trabajo (Engineering, 2015).
19
Propuesta tecnológica
A continuación, se presentan medidas que contribuyan a un ahorro y eficiencia ener-
gética y económica, minimizando el impacto ambiental, y con la inversión necesaria
para la ejecución de la propuesta (Ver Tabla 6).
FASE III: Alternativas de Producción más Limpia.
Paso 3: Presentación de medidas.
Las alternativas de Producción más Limpia deben examinarse desde el punto de vista
técnico, económico y ambiental para establecer su viabilidad en la empresa. Los re-
sultados de este análisis dependen, principalmente, del tipo de estrategia a la que
corresponda cada alternativa. Habitualmente la adopción de buenas prácticas no trae
un estudio de viabilidad detallado, ya que su implementación no implica más que
voluntad de la empresa, y pueden representar una mejora ambiental y optimización
del servicio.
Tabla 6. Descripción de medidas y tipo de estrategia.
Medidas Ambientales Tipo de estrategia
Clasificación de desperdicios de materia prima. Buena práctica.
Identificación de puntos críticos de consumo energético,
como es el caso del área de unión y soldadura. Buena práctica.
Dar la disposición adecuada para los diferentes tipos de re-
siduos sólidos que se generan, mismos que pueden conver-
tirse en ingresos económicos para SOLVAC.
Buena práctica.
Capacitación al personal acerca de las normas y regulacio-
nes ambientales, para que puedan ser cumplidas de manera
correcta, añadiéndose un valor agregado.
Buena práctica.
20
Tabla 6. (Cont.)
Medidas Económicas Tipo de estrategia
Medir, registrar y controlar consumos por equipos garanti-
zando la optimización de los insumos, con el fin de minimi-
zar costos de producción.
Buena práctica.
Fomentar la cultura del ahorro de los recursos: agua y ener-
gía, para evitar desperdicios económicos y de los mismos
recursos.
Buena práctica.
Medidas Operacionales Tipo de estrategia
Sustituir las maquinas que tengan más de 10 años de uso o
que hayan tenido varias reparaciones por tecnologías de
última generación en metal mecánica, ya que podrían estar
consumiendo un 40% más de lo normal (CEPL, 2005).
Mejora tecnológica.
Realizar un mantenimiento preventivo y limpieza a los
equipos periódicamente o cada vez que se requiera para evi-
tar pérdidas de energía, también deben apagarlos después de
su utilización.
Buena práctica.
Motivar e incentivar al personal para mejorar hábitos de uso
de energía eléctrica. Buena práctica.
Enfatizar el uso correcto del equipo de protección personal,
para evitar accidentes laborales y optimizar la mano de obra. Buena práctica.
Entrenar y capacitar operarios de equipos eléctricos para su
uso eficiente. Buena práctica.
21
Tabla 6. (Cont.)
Medidas Comerciales Tipo de estrategia
Mejorar la imagen corporativa de la empresa, mediante pu-
blicidad. Buena practica
22
Análisis de Viabilidad Técnica – Económica – Ambiental.
Tabla 7. Análisis de viabilidad técnica – ambiental de implementación de medidas de Producción Más Limpia
Medida Viabilidad Descripción de la medida
Justifica-
ción Tiempo
Med
idas
Am
bie
nta
les
Clasificación de desperdicios de materia prima. SI
Dar charlas de manejo y clasificación
de residuos sólidos. -
Corto pla-
zo
Identificación de puntos críticos de consumo energético,
como es el caso del área de UNION Y SOLDADURA. SI
Llenar fichas de registro de horas de
uso de cada uno de los equipos. -
Corto pla-
zo
Dar disposición final adecuada para los diferentes tipos
de residuos sólidos que se generan. SI
Colocar tanques de recolección para
cada tipo de residuo en toda la plan-
ta.
- Corto pla-
zo
Capacitación al personal acerca de las normas y regula-
ciones ambientales, para que puedan ser cumplidas favo-
rablemente para la empresa y el ambiente.
SI
Dar charlas acerca de legislación
ambiental básica y su importancia en
la sociedad.
- Corto pla-
zo
23
Tabla 7. (Cont.) M
edid
as E
conóm
icas
Medir, registrar y controlar consumos por equipos garan-
tizando la optimización de los insumos. SI
Usar hojas de registro de consumo
para todas las máquinas. -
Corto pla-
zo
Fomentar la cultura del ahorro de los recursos: agua y
energía, para evitar desperdicios económicos y de los
mismos recursos. SI
Concienciar al personal sobre los
recursos agua y energía y su mal uso,
a través de charlas y carteleras de
información.
- Corto pla-
zo
Med
idas
Oper
acio
nal
es
Sustituir las maquinas que tengan más de 10 años de uso
o que hayan tenido varias reparaciones por tecnologías de
última generación en metal mecánica, ya que consumen
un 40% más de lo normal.
NO -
Inversión de
dinero que
al momento
la empresa
no dispone.
Largo pla-
zo
Realizar un buen mantenimiento preventivo y limpieza a
los equipos periódicamente o cada vez que se requiera
para evitar pérdidas de energía, también deben apagarlos
después de su utilización.
SI
Establecer un programa de manteni-
miento preventivo equipos eléctricos
y el uso adecuado del equipo de pro-
tección personal mediante charlas y
capacitaciones.
- Medio
plazo
24
Tabla 7. (Cont.)
Motivar e incentivar al personal para mejorar hábitos de
uso de energía eléctrica. SI
-
Corto pla-
zo
Enfatizar el uso correcto del equipo de protección perso-
nal, para evitar accidentes laborales y optimizar la mano
de obra.
SI - Corto pla-
zo
Entrenar y capacitar operarios de equipos eléctricos para
su uso y manejo eficiente. SI -
Corto pla-
zo
Med
idas
Com
erci
ales
Mejorar la imagen corporativa de la empresa, mediante
publicidad. SI
Añadir un valor agregado a la em-
presa, como medio de atracción a su
clientela.
- Medio
plazo
25
Tabla 8. Análisis de viabilidad económica de implementación de medidas de Producción Más Limpia.
Medida Objetivo Costo de
implementación ($)
Clasificación de desperdicios de producción. Evitar la contaminación ambien-
tal, lo que puede generar un ingre-
so económico al reciclar sus des-
perdicios.
200,00
Identificación de puntos críticos de consumo energético, como es el caso del
área de Unión y Soldadura.
Evitar el consumo desmedido del
recurso y en consecuencia reducir
el costo mensual o generar ingre-
sos para la empresa.
5,00
Disposición final adecuada para los diferentes tipos de residuos sólidos que
se generan. 100,00
Capacitación al personal acerca de las normas y regulaciones ambientales,
para que puedan ser cumplidas favorablemente para la empresa y el ambien-
te.
Cumplimiento de las normas y
regulaciones ambientales. 150,00
Medición, registro y control de consumos por equipos garantizando la opti-
mización de los insumos. Evitar el consumo excesivo de la
materia prima, energía eléctrica y
agua, garantizando el buen fun-
cionamiento de la maquinaria.
5,00
Fomento de una cultura de ahorro de los recursos: agua y energía, para evitar
desperdicios económicos y de los mismos recursos. 120,00
26
Tabla 8. (Cont.)
Mantenimiento preventivo y limpieza a los equipos periódicamente o cada
vez que se requiera para evitar pérdidas de energía, también deben apagarlos
después de su utilización.
150,00
Sustitución de máquinas que tengan más de 10 años de uso o que hayan te-
nido varias reparaciones por tecnologías de última generación en metal me-
cánica. 3960,00
Motivación al personal para mejorar hábitos de uso de energía eléctrica. Mejorar el funcionamiento de la
maquinaria y prolongar la vida
útil de la misma.
100,00
Enfatizar el uso correcto del Equipo de protección personal, para evitar acci-
dentes laborales y optimizar la mano de obra.
Mejorar las condiciones de segu-
ridad y salud ocupacional y au-
mento de la motivación del perso-
nal, cabe destacar que SOLVAC
cuenta con 19 operarios.
760,00
Capacitación de operarios sobre equipos eléctricos para su uso y manejo
eficiente. 100,00
Incorporación de publicidad para mejorar la imagen corporativa de la em-
presa.
Mejorar la imagen corporativa de
la empresa. 200,00
27
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Finalmente se puede expresar cuáles son los resultados más importantes de la pro-
puesta para que sirva de aporte tanto operacional, ambiental y financiero; y así dar
una pequeña ayuda en el mejoramiento de los sistemas energéticos de la empresa
SOLVAC.
- Se obtuvo información técnica y administrativa gracias a la facilidad brindada
por el personal involucrado en la producción de SOLVAC y se determinó que sus
áreas de producción son nueve, entre ellas: recepción de materia prima, almacena-
miento, diseño de planos, cortado y doblado, desbaste o perforación, unión o solda-
dura, pulido y pintura, control de calidad y entrega, además cuenta con diecinueve
empleados dedicados a la elaboración de sus artículos de metalistería, mismos que
trabajan en armonía con once tipos de equipos.
- Actualmente la empresa consume de acuerdo a la producción un promedio de
3207 KW-h mensuales, y 38488 KW-h anuales con un costo anual de $7.363,74, en
relación a los últimos 12 meses, teniendo así como resultados que las área de Pulido
y pintura, Cortado y doblado, Desbaste y Unión y soldadura consumen un promedio
anual de 660 KW-h, 20192,04 KW-h, 10369,92 KW-h y 6514.2 KW-h, respectiva-
mente.
- Se asume que el área de cortado y doblado, es donde mayor pérdida energéti-
ca existiría, de acuerdo a los resultados obtenidos, y el aislamiento del cableado eléc-
trico respectivo se encuentra descuidado, referencia que se pudo evidenciar de mane-
ra visual.
- Se elaboró un programa de Producción más Limpia, que contribuyó a deter-
minar las áreas productivas de mayor y menor consumo energético y así mismo, a
plantear estrategias para que ésta sea más amigable con el medio ambiente al reducir
su consumo energético y el impacto ambiental.
Recomendación
- Las Producción Más Limpia no termina con la implementación de activida-
des, ya que, cuando son implementadas es importante que la empresa realice un se-
28
guimiento de los resultados, con el fin de observar y encontrar otras alternativas dife-
rentes, buscando en todo momento un mejoramiento continuo en la empresa.
29
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