Mejoramiento de la eficiencia energética en Empresa de Transporte mediante el uso de GPS

Resumen

La humanidad se enfrenta en la actualidad a la problemática de la energía, las fuentes se agotan y el precio del petróleo crece cada día. Por ello se hace cada vez más necesario implementar diferentes herramientas tecnológicas que permitan al empresario tomar decisiones de invertir en "Proyectos de Eficiencia Energética" y de este modo lograr ahorros y beneficios económicos y como consecuencia reducir costos operativos en los procesos y equipos industriales.

En eel contexto actual se llevó a cabo la presente investigación, en la cual se desarrolló un diagnóstico energético de una Empresa de Transporte de la Construcción, identificando los equipos y actividades que más inciden en el consumo de energía y los potenciales de ahorro, con el objetivo de incrementar la eficiencia económica y energética de la empresa. Se realizó además una evaluación de la implantación del sistema de control de flota por GPS a los equipos de carga, obteniéndose como resultado una disminución en el consumo de combustible Diesel de 16 276 litros, lo que significa dejar de emitir a la atmósfera 43.65 toneladas de CO2 anualmente.

Summary:

The humanity faces energy problems at the present time, the sources are drained and the price of the petroleum grows every day. That"s why it is more necessary to implement different technological tools that allow the manager to make decisions of investing in "Projects of Energy Efficiency" and this way to achieve savings and economic benefits and consequently reducing operative costs in the processes and industrial machineries.

In this current context it was carried out the present investigation, in which an energy diagnosis was developed in the Transportation Company of the Construction, identifying the machineries and activities with a greater impact in the energy consumption and the saving potentials, with the objective of increasing the economic and energetic efficiency of the company. It also carries out an evaluation of the installation of the system of fleet control for GPS to the load machineries, being obtained a decrease in the consumption of Diesel fuel of 16 276 litters, what means to stop to emit annually to the atmosphere 43.65 tons of CO2.

Introducción

El desarrollo actual alcanzado por la humanidad, tanto en la industria, como en la esfera de los servicios, ha provocado un agotamiento de las fuentes de energía tradicionales, así como un deterioro del medio ambiente a nivel global. De aquí que se requieran acciones encaminadas no sólo a buscar o producir nuevas fuentes de energía, sino a realizar un uso más eficiente y racional de las ya existentes, desde la fuente hasta el consumidor, lo cual significa la necesidad de un enfoque logístico para acometer esas acciones, usando para esto tecnologías menos costosas y capaces de provocar el menor daño posible al medio circundante. [15].

La eficiencia en el uso de la energía, elemento imprescindible para la reducción de los costos de producción de la mayor parte de las empresas, puede ser lograda por dos vías: la vía cara y fácil de implementación de tecnologías productivas de bajo consumo, o la vía barata y difícil de lograr cambios de hábitos en el uso final de la energía, con la tecnología existente. Parece lógico, en la situación actual de alto nivel de competitividad por precio y calidad del producto a la que están sometidas las empresas, agotar primero todos los potenciales de reducción de costos de energéticos que nos ofrece el primer camino, antes de comenzar a invertir significativamente, sin consolidar un sistema que garantice su óptimo aprovechamiento y la evaluación real de la recuperación del dinero invertido. [4].

La importancia y el alcance del problema relacionado con el empleo de los recursos energéticos se refleja de forma muy particular en Cuba, donde no se dispone de grandes cantidades de combustibles fósiles en el subsuelo, la geografía del territorio nacional no permite la instalación de grandes hidroeléctricas y por otra parte; el bloqueo económico impuesto por los Estados Unidos de América y las desigualdades del intercambio que impera en el mundo, convierten este problema de la energía en uno de los más cruciales para el desarrollo del país. [4].

Por estas razones se hace indispensable para la industria cubana lograr cambios de hábitos en el uso final de la energía, dándole una alta prioridad al examen de la eficiencia energética y en ello juega un papel importante propiciar un sistema de auditoria energética que permita caracterizar la situación actual en la generación, conversión, uso, economía e impacto ambiental de la energía, a la vez localizar pérdidas, ineficiencias y puntos débiles para plantear proyectos que lleguen a ofrecer soluciones viables, técnicas y económicas a las situaciones detectadas y aprovechar al máximo las reservas existentes.

A la vanguardia se encuentra a nivel del país los diagnósticos energéticos enfocados principalmente al ahorro de energía eléctrica en los sistemas electromotrices de las empresas, y de forma general en el sector industrial, dejando de lado el análisis y evaluación de las oportunidades de ahorro de energía en los combustibles empleados por el sector del transporte, el cual representa un consumidor significativo a nivel de país.

La Empresa de Transporte de la Construcción de no se encuentra exenta de estos problemas, y al ser una empresa puramente transportista, su producción es llevada a cabo por equipos que recorren y transportan una gran cantidad de kilómetros y mercancías, y además consumen una elevada cifra de combustible Diesel, de aquí la estrecha relación entre la eficiencia de la empresa con la explotación eficiente que se pueda lograr de estos equipos, por lo que ha sido necesario la introducción de un Sistema de Gestión y Control de Flota basado en el Sistema de Posicionamiento Global GPS para lograr un mayor control sobre los medios de transporte.

Todo lo anterior caracteriza la situación problémica que originó la presente investigación, la cual consiste en la existencia de un elevado consumo de combustible Diesel en los equipos de transporte, afectando la eficiencia económica y energética de la Empresa "Transporte de la Construcción de ". Esta situación podría tener solución mediante el uso de un Sistema de Gestión y Control del Transporte asistido por Sistemas de Posicionamiento Global GPS.

Como hipótesis se concibe la siguiente:

Es posible lograr incrementos en la eficiencia energética en la Empresa de Transporte de la Construcción de con la aplicación de un Sistema de Gestión Energética Eficiente, así como la disminución del consumo de combustible Diesel mediante el uso de un Sistema de Gestión y Control del Transporte asistido por Sistemas de Posicionamiento Global GPS.

Objetivo General:

• Lograr la disminución del consumo de combustible Diesel mediante la aplicación de un Diagnóstico Energético, apoyado en un Sistema de Gestión y Control del Transporte asistido por Sistemas de Posicionamiento Global GPS, lo cual posibilite aumentar la eficiencia energética y económica de la empresa, así como reducir las emisiones al medio ambiente.

• El objetivo general se complementa a través de los siguientes objetivos específicos:

• Construir el marco teórico referencial de la investigación mediante la realización de una revisión de la bibliografía especializada acerca del Sistema de Gestión Total Eficiente de la Energía, el Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y otros aspectos relacionados con el tema.

• Establecer el procedimiento metodológico de gestión total eficiente de la energía mediante el cual se determinará la efectividad que el uso de los GPS tienen para la empresa.

• Evaluar las ventajas energéticas, económicas y ambientales que tiene para la empresa, la implantación de un Sistema de Gestión y Control del Transporte asistido por Sistemas de Posicionamiento Global GPS.

Para cumplimentar los objetivos propuestos se trazan las siguientes tareas:

• Analizar la bibliografía acerca del tema de estudio.

• Caracterización energética de la Empresa Transporte de la Construcción de .

• Aplicación de un diagnóstico energético, para la determinación de los potenciales de ahorro en el consumo de combustible Diesel, a partir de la implementación de GPS.

• Evaluación de los resultados obtenidos con la aplicación de los GPS a los equipos de carga.

Capítulo I.

Estado del arte

• 1.1. Energía, medio ambiente y cambio climático.

• 1.1.1. Generalidades.

El problema energético está relacionado directamente con la utilización en el ámbito mundial de nuevos portadores energéticos renovables, el empleo más racional de los recursos energéticos no renovables y la necesidad, cada vez más creciente, de protección de la biosfera.

El consumo energético ha sido considerado durante muchos años, y aún se considera aunque en menor escala, como un indicador de desarrollo de los países, considerándose, que cuanto más energía se utilizara, o se derrochara, mejor. Paralelamente se desarrolla el término Standard de vida, basado en la simplificación de que cuanto más tengas, que en sentido directo significa cuanto más energía consumas, más vales. Por supuesto que este término analizado con detenimiento y visto a la luz de los problemas globales del medio ambiente, poco tiene que ver con el concepto de calidad de vida.

El despilfarro ha sido tal, que se ha consumido más energía en el Siglo XX que en todos los Siglos anteriores desde la aparición del hombre hace cerca de tres millones de años. [23].

En la actualidad, aunque existe un incremento en el uso de la energía proveniente de fuentes renovables, las plantas termoeléctricas siguen desempeñando un papel fundamental en el desarrollo de la humanidad, con una presencia de alrededor del 82% del total de los consumos globales.

Las vías duras de producción llevan a la contaminación, al cambio climático, a la destrucción del medio ambiente y a la distribución desigual, por lo que es la generación y consumo de energía uno de los aspectos que más influye en los cambios climáticos y en las desigualdades sociales.

La generación de energía en los procesos de producción, por regla general, produce gran cantidad de desechos altamente tóxicos y que son enviados a la biosfera. Estos desechos se han ido acumulando durante más de dos siglos de empleo de los combustibles fósiles y están contribuyendo a que se produzca el fenómeno que actualmente se conoce como cambio climático. [48].

• 1.1.2. Cambio Climático.

¿Qué es el cambio climático?

El término cambio climático se refiere a las variaciones de las condiciones climáticas del planeta durante períodos relativamente prolongados.

De hecho, el clima de la Tierra nunca ha sido estable, y en dependencia de múltiples factores naturales, cuya precisa interrelación es aun tema de investigación por los científicos, las temperaturas medias globales han ascendido o descendido con cierta periodicidad durante millones de años.

Actualmente, cuando se menciona el término, se refiere casi exclusivamente a las aceleradas variaciones climáticas de los últimos años, provocadas por la actividad humana.

La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de Río de Janeiro -1992- utilizó el término en ese sentido: "Por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables".

¿Qué es el calentamiento global?

Con frecuencia empleado como sinónimo de cambio climático, el calentamiento global es el actual incremento en las temperaturas atmosféricas medias de todo el planeta. Por ejemplo, durante los últimos 100 años (entre 1906 y el 2005), la temperatura media del planeta se incrementó en 0,74 0C. El fenómeno está provocado por la intensificación del efecto invernadero a causa de la acumulación atmosférica de gases que alteran el balance radiactivo del planeta.

¿Qué es el efecto invernadero?

El efecto invernadero es el fenómeno de apantallamiento térmico producido de forma natural por la atmósfera. Los gases de efecto invernadero atrapan parte de la radiación infrarroja emitida por la superficie terrestre hacia el espacio. Justo el desbalance (térmico) entre la radiación electromagnética que nuestro planeta recibe desde el Sol y la que regresa de nuevo al cosmos es lo que permite que existan condiciones propicias para la vida en la Tierra.

De no existir la atmósfera, el planeta experimentaría bruscas fluctuaciones climáticas, entre 80 0C de día y –130 0C en las noches. La temperatura media seria de -18 0C en vez de los actuales 15 0C.

Ya en 1820 "Jean-Baptiste-Joseph Fourier" explicó como la atmósfera es más permeable a la radiación solar incidente que a la infrarroja, de manera que puede atrapar calor.

Años más tarde John Tyndall identificó las moléculas responsables de dicho efecto, particularmente del CO2 y el vapor de agua.

Por su parte, Svante Arrhenius mostró cómo al multiplicar por dos la concentración de CO2 podían producirse significativos cambios en la temperatura terrestre.

¿Cuales son las causas de la intensificación actual?

Entre las causas naturales de la variabilidad del efecto invernadero se cuentan las grandes erupciones volcánicas, los ciclos de actividad solar, o cambios en la concentración atmosférica de vapor de agua, entre otros.

No obstante, todos los datos indican que el factor determinante en el presente aumento de las temperaturas globales es el cambio en la composición atmosférica causado por el hombre mediante la emisión de gases, subproducto de actividades industriales y agropecuarias durante los últimos 150 años.

Desde la época preindustrial (1750) las concentraciones atmosféricas de CO2 se han elevado desde 280 ppm (partes por millón) hasta 380 en la actualidad.

De conjunto esa cifra asciende a 430 ppm si se tiene en cuenta el equivalente en CO2 de todos los gases de efecto invernadero producidos por la humanidad.

¿Cuáles son los principales gases de efecto invernadero?

– Dióxido de carbono CO2: Es mayormente generado por la combustión de combustibles fósiles (petróleo, carbón), así como –indirectamente- por la disminución de los bosques, principales sumideros de CO2, destruidos para obtener más tierras para la agricultura y madera.

– Metano CH4: Generado por la extracción de combustibles fósiles, la cría de ganado, el cultivo de arroz, la quema de biomasa.

– Óxido nitroso N2O: Generado en los procesos industriales, así como por el empleo de fertilizantes industriales, y por la deforestación.

– Diferentes gases que contienen flúor (hidroflúorocarbonos –usados en refrigeración-, perfluorocarbonos –producción de aluminio– y en la industria electrónica)

El CO2 producido por la combustión de combustibles fósiles contribuye al calentamiento global en un 56,6 %. El generado por la deforestación en un 17,3 %. El metano CH4 en un 14,3 %. El óxido nitroso N2O en un 7,9 %. [8,20].

¿Que futuro nos espera?

Con mayor o menor intensidad el cambio climático ya afecta negativamente a toda la humanidad, y seguirá haciéndolo -en dependencia del tipo de acciones que se adopten- en cuanto al acceso al agua potable, la producción de alimentos, la salud, la estabilidad de los ecosistemas, entre otros.

Pero aunque sus futuros –y más intensos- efectos se sentirán en todo el planeta, será la población de los países más pobres la que soportará los mayores impactos debido a una menor capacidad de mitigación y adaptación a los cambios.

De no adoptarse acciones efectivas -según el principio de responsabilidades compartidas, pero diferenciadas-, la concentración atmosférica de CO2 pudiera duplicarse respecto a los niveles preindustriales para el 2035, lo cual implica a corto plazo un incremento en las temperaturas medias de unos 2 0C.

A mediano y largo plazo ese aumento pudiera alcanzar los 5 0C, aproximadamente la misma diferencia existente entre las temperaturas de la última glaciación y la presente.

Esas alteraciones climáticas globales traerán como consecuencia un cambio en la geografía física del planeta.

Por ejemplo, pudieran provocar un aumento del nivel de los mares de al menos entre 15 y 95 cm para fines de siglo por el derretimiento de las masas de hielo árticas y antárticas, incluyendo las de Groenlandia.

La desaparición de los hielos de muchos glaciares de otras regiones amenazará directamente con escasez de agua a un sexto de la población mundial, particularmente en la India, China, y la región andina suramericana.

Enfermedades consideradas actualmente como tropicales podrán afectar una mayor parte de la población mundial.

Sólo 2 0C de incremento puede llevar a la extinción hasta el 40 % de todas las especies animales o vegetales del planeta. La acidificación de las aguas oceánicas como resultado de incremento en las concentraciones atmosféricas de CO2 tendrá serias consecuencias adversas sobre toda la vida marina.

En general, es casi seguro que se incrementen los eventos meteorológicos extremos como sequías, inundaciones y ciclones; con mortales consecuencias para millones de seres humanos.

¿Qué puede hacerse al respecto?

El único camino para minimizar los negativos efectos que inevitablemente se enfrentarán es cortar lo más posible -y cuanto antes- las emisiones globales de gases de efecto invernadero, pues los daños ambientales no conocen de fronteras políticas.

Para ello es imprescindible la cooperación internacional según el principio de responsabilidades compartidas, pero diferenciadas.

Se torna imprescindible la adopción de políticas enérgicas y la creación de nuevas tecnologías tanto en la generación y uso de la energía eléctrica como en el sector del transporte.

La combinación de las voluntades políticas y los adelantos técnicos deben permitir, de inicio, detener el aumento en las emisiones de esos gases, y a mediano plazo reducirlas o incluso eliminarlas.

En ese aspecto se destaca el desarrollo y empleo de fuentes renovables de energía en aquellos lugares en que sea posible y económicamente factible.

Otras labores incluyen trabajos de reforestación para aumentar global y localmente la biomasa capaz de capturar CO2, y la implantación de estrategias con un menor impacto ambiental en el uso de las tierras.

Se impone, además, la adopción de planes de adaptación a los cambios climáticos que se aproximan, y ya se sufren, de manera que su impacto directo o indirecto sobre la vida de las personas sea mínimo.

¿Cuáles son los principales responsables del calentamiento global?

Toda vez que las tecnologías desarrolladas hasta el presente vinculan necesariamente al crecimiento económico con una mayor actividad industrial generadora de gases de efecto invernadero, son los países industrializados, – con apenas el 20 % de la población mundial- los responsables del 60 % de las emisiones anuales de CO2.

Estados Unidos, junto a otros países desarrollados, son los principales responsables históricos de la emisión de la mayor parte de los gases de efecto invernadero presentes actualmente en la atmósfera. [8].

El empleo del petróleo como fuente primaria de energía presenta en la actualidad tres grandes agravantes: por un lado la contaminación que genera, por otro los precios cada vez más altos que adquiere el barril del crudo y por último, y no menos importante, que la existencia del petróleo en el subsuelo del planeta, según cálculos para las reservas probadas y considerando los ritmos actuales de extracción, permiten afirmar que este combustible debe agotarse en los próximos 41 años.

Todo esto sin dejar de mencionar que la concentración de las fuentes de suministro, en determinadas zonas del planeta, potencialmente puede poner en peligro la paz mundial por la posible escasez del petróleo que se anuncia para las próximas décadas.

Indiscutiblemente que la humanidad necesita alternativas para enfrentar el dilema energético. No es posible continuar dependiendo del petróleo como fuente primaria de energía. Son necesarias nuevas alternativas que permitan la satisfacción de la demanda energética de la sociedad y que al mismo tiempo sean compatibles con el medio ambiente; en otras palabras, fuentes renovables de energía que permitan reducir el consumo de combustible fósil, o al menos, impedir el aumento de su explotación. También es necesaria una educación ciudadana para asumir una actitud responsable ante el fenómeno del consumo.

Considerando estas y otras múltiples razones, desde hace ya cierto tiempo se está proponiendo aplicar en el ámbito local, nacional, regional y global, una política energética que permita el desarrollo sostenible, que garantice la protección del medio ambiente, así como el suministro de los portadores energéticos en el presente, sin poner en peligro la satisfacción de las necesidades energéticas de las futuras generaciones. Entre los aspectos a considerar para poder alcanzar la meta de que "un mundo mejor es posible" indiscutiblemente se requiere incluir la educación energética de los ciudadanos como un eje transversal dentro del proceso docente educativo, lo que conduce a disponer de un personal docente cada vez mejor preparado para asumir con eficiencia este reto.

¿Cuánta energía y cuánta biodiversidad se pierden hoy por los incendios incontrolados? ¿Cuánta energía y recursos (humanos y materiales) se invierten en la fabricación de armas en el mundo actual? Hoy se publican muchos libros que hablan de la necesidad de protección de los bosques y de su importancia para el mantenimiento de la vida en el planeta; son incontables los artículos que critican la guerra y la carrera de armamentos, pero también es cierto que cada día existen menos árboles y se producen más armas. Hoy más que nunca se necesita que los educadores se pregunten: ¿De qué servirán las operaciones básicas de suma, resta, multiplicación y división, o el teorema de Pitágoras y la geometría de Euclides, de qué servirán las leyes de Newton o la teoría de la evolución de Darwin, si para muy pronto no tendremos escuelas ni alumnos y quizás, tampoco tendremos planeta en dónde vivir? [46].

• 1.2. Gestión Energética.

• 1.2.1. Generalidades.

Gran cantidad de los problemas de uso no eficiente de la energía en la industria y los servicios se deben a gestión inadecuada en la administración de estos recursos y no a capacidad o actualización de la tecnología productiva o de servicios existentes. La gestión energética se hace generalmente tan cíclica como son los aumentos y caídas de los precios de los recursos energéticos primarios que se consumen. Sin embargo, en los últimos tiempos el crecimiento de los costos energéticos ha pasado a ser parte preocupante y creciente dentro de los costos de producción y los métodos tradicionales de administración de los recursos energéticos no logran bajarlos sin realizar grandes inversiones en cambios de tecnología. [19].

El objetivo fundamental de la gestión energética es la obtención de un rendimiento óptimo, minimizando costos sin detrimento de la calidad y/o cantidad de producción en cada uno de los procesos o servicios donde el uso de la energía es indispensable. [31].

El uso eficiente de la energía no debe ser un trabajo aislado, sino que debe obedecer a una planificación perfectamente programada y en la que intervengan todos los estamentos de la empresa. El programa debe ser la traducción concreta de la voluntad de la dirección respecto a mejorar la utilización de la energía en la empresa.

Es un hecho que muchos de los problemas asociados con la energía en una empresa no son de índole técnica, sino se deben al desconocimiento y a la estructura creada para coordinar los esfuerzos y obtener un sistema sostenible de su uso racional.

El programa de gestión de la energía en la industria tiene como objetivos básicos:

Conocer el consumo de energía y su distribución en los diferentes equipamientos, instalaciones y equipos de la empresa o entidad en particular.

Diagnosticar la eficiencia energética de los diferentes equipos, procesos e instalaciones.

Determinar y valorar los cambios tecnológicos o de proceso que pueden reducir los consumos específicos (consumo de energía por unidad de producto).

Determinar y valorar otras posibles mejoras con las que se puede obtener un ahorro y una diversificación energética.

Determinar, valorar y limitar las emisiones a la atmósfera de los equipos consumidores.

Determinar y valorar aquellas mejoras de equipos o de procesos que además de reducir el consumo específico, reducen el impacto en el medio ambiente.

Detectar y promocionar inversiones en el ámbito del ahorro de energía.

• 1.2.2. Eficiencia Energética.

La reciente escalada de los precios del petróleo y sus derivados, la incertidumbre sobre la estabilidad de los mismos en el largo plazo, así como la conciencia ambiental han sido motores fundamentales para que el planeta no duerma y se entregue de lleno a la búsqueda de energías alternativas, tanto convencionales como no convencionales. Es importante recordar, que tan sólo cinco años atrás, con precios de petróleo de alrededor de 15 dólares/barril, muchas de estas alternativas no eran, o se consideraban, económicamente posibles. [46].

Ni los mejores futurólogos energéticos –creemos- podrían sin embargo predecir, con cierto grado de certeza, dónde se estabilizarán los precios del petróleo de mediano a largo plazo. La situación de precios se hace menos predecible cuando intensamente se está trabajando en tecnologías económicas que podrían permitir el poder capturar el dióxido de carbono y almacenarlo de forma segura, lo que dará acceso a poder utilizar grandes reservas de materiales fósiles pesados que existen en abundancia en varios lugares del planeta. [46].

Dentro de este escenario de incertidumbre, para analizar energías alternativas competitivas, hay una en la que debemos trabajar incesantemente y que es la menos vulnerable a los precios internacionales del petróleo y sus derivados y por lo tanto altamente efectiva. Nos referimos a la Eficiencia Energética como una fuente alternativa de recursos energéticos.

La Eficiencia Energética se puede obtener tanto por el lado de la demanda como de la oferta. En ambos casos, no implica tener una menor productividad o disminuir el progreso, desarrollo o el confort, sino más bien utilizar la misma de forma racional y eficiente, obteniendo los mismos objetivos. [23].

La eficiencia energética implica lograr los requisitos establecidos por el cliente con el menor gasto energético posible y la menor contaminación ambiental por este concepto. O sea, que si se adoptan las normas de gestión, se mejora la posición competitiva de la empresa al reducir costos. La gestión energética eficiente también contribuye a alcanzar una mayor responsabilidad ambiental, al permitir que los efectos negativos que pueden asociarse a la producción y uso de energía, independientemente de la fuente a que se recurra, disminuyan por unidad de producto o servicio resultante. [23].

En este sentido se señalan tres direcciones principales para conformar una política energética acorde al desarrollo sostenible:

• a) Elevación de la eficiencia energética, eliminando esquemas de consumo irracionales, reduciendo la intensidad energética en los procesos industriales, aprovechando las fuentes secundarias de bajo potencial, utilizando sistemas de cogeneración, y empleando en general la energía de acuerdo a su calidad.

• b) Sustitución de fuentes de energía, por otras de menor impacto ambiental, en particular por fuentes renovables, tales como energía solar, energía eólica, energía geotérmica, hidroenergía, biomasa, energía de los océanos, etc.

• c) Empleo de tecnologías para atenuar los impactos ambientales, o tecnologías limpias, como son los sistemas depuradores de gases de combustión o las tecnologías de gasificación del carbón en ciclos combinados con turbinas de gas.

• d) Aunque en realidad, la única alternativa verdaderamente sostenible es la sustitución de fuentes convencionales por fuentes renovables, la eficiencia energética es una alternativa esencial, tanto por su efecto directo, como por lo que la misma puede contribuir al relevo por las energías renovables. [47].

• 1.2.3. Auditoria o Diagnóstico Energético.

El diagnóstico o auditoria energética constituye una etapa básica, de máxima importancia dentro de todas las actividades incluidas en la organización, seguimiento y evaluación de un programa de ahorro y uso eficiente de la energía, el que a su vez constituye la pieza fundamental en un Sistema de Gestión Energética.

Las condiciones actuales han obligado al sector industrial a restructurar sus procesos, buscando con esto un aumento en la eficiencia de los mismos. Esta restructuración por un lado consiste en realizar un control total del proceso a partir de sistemas avanzados (tecnología de punta), y que solo unos pocos sectores productivos poseen, por ser demasiado costosa; por otro lado, pequeñas y medianas empresas acuden a las llamadas auditorias energéticas las cuales posiblemente garanticen la estructuración y reducción de los consumos de los portadores energéticos, pero no siempre tienen presente la correlación existente entre estos consumos y la producción de la empresa, generando la mayoría de las veces desaliento e incredulidad por parte del empresario. [29].

Entre otros, los errores más representativos al implementar sistemas de gestión apoyados en auditorias energéticas son:

Se atacan los efectos y no la causa de los problemas: Este error ocurre en aquellas empresas donde existe la cultura de administración por reacción, es decir, los proyectos, si es que se realizan, se enfocan a la solución de la causa aparente o síntomas en dispositivos aislados y por lo tanto sus resultados son temporales e inestables.

No se atacan los puntos vitales: En los sistemas energéticos de las empresas no saltan a la vista los puntos vitales que determinan los altos consumos, su detección requiere de la aplicación de herramientas estadísticas en diferentes regímenes de trabajo y de herramientas especiales para establecer prioridad en políticas de ahorro y control de la energía

Se cree en soluciones definitivas: Los procesos productivos son alterados por un número alto de variables y por lo tanto la eficiencia global del proceso esta variando continuamente. Es por esto que no se puede pensar en implantar soluciones definitivas.

En el diagnóstico energético se emplean distintas técnicas para evaluar el grado de eficiencia con que se produce, transforma y usa la energía. El diagnóstico o auditoria energética constituye la herramienta básica para saber cuánto, cómo, dónde y por qué se consume la energía dentro de la empresa, para establecer el grado de eficiencia en su utilización, para identificar los principales potenciales de ahorro energético y económico, y para definir los posibles proyectos de mejora de la eficiencia energética. [9].

En resumen, los objetivos del diagnóstico energético son:

• a) Evaluar cuantitativamente y cualitativamente el consumo de energía.

• b) Determinar la eficiencia energética, pérdidas y despilfarros de energía en equipos y procesos.

• c) Identificar potenciales de ahorro energético y económico.

• d) Establecer indicadores energéticos de control y estrategias de operación y mantenimiento.

• e) Definir posibles medidas y proyectos para ahorrar energía y reducir costos energéticos, evaluados técnica y económicamente.

• 1.2.4. Tipos de Diagnóstico Energético.

De acuerdo a la profundidad y alcance del diagnóstico energético se clasifica en diferentes grados o niveles.

1.2.4.1 – Diagnóstico Energético Preliminar.

También llamado diagnóstico de recorrido. Consiste en una inspección visual de las instalaciones energéticas de la planta, en la observación de parámetros de operación, en el análisis de los registros de operación y mantenimiento, así como de la información estadística global de consumos y facturaciones por concepto de electricidad, combustibles y agua. Con este diagnóstico se obtiene un panorama global generalizado del estado energético y una idea preliminar de los potenciales de ahorros energéticos y económicos.

De este tipo de diagnóstico se derivan medidas de ahorro o de incremento de eficiencia energética de aplicación inmediata y con inversiones marginales, y se obtiene una idea preliminar sobre otras posibles medidas de ahorro.

1.2.4.2- Diagnóstico Energético de Nivel 1 (DEN 1).

Consiste esencialmente en una recolección de información y su análisis, poniendo el énfasis fundamental en la identificación de fuentes de posible mejoramiento en el uso de la energía.

El DEN1 se centra en el análisis de los equipos y sistemas de conversión primaria y distribución de energía, los equipos auxiliares, sin abarcar los procesos tecnológicos. Analiza principalmente sistemas tales como generación y distribución de vapor, generación y suministro de electricidad, sistemas de refrigeración, aire acondicionado, agua, aire comprimido, iluminación, etcétera.

Ofrece una visión detallada de los patrones de utilización y costos de la energía y permite definir un conjunto de medidas de ahorro, evaluadas técnica y económicamente. Proporciona la información necesaria para un diagnóstico de nivel 2 (DEN2).

Los objetivos específicos de un DEN1 pueden ser:

• Recopilación y desarrollo de una base de datos de consumo y costos de energía y de producción.

• Definición de índices energéticos globales.

• Evaluación de la situación energética de la planta.

• Identificación de medidas de ahorro de energía.

• Evaluación del nivel de instrumentación y su utilidad en el control energético.

• Establecimiento de estrategias para el establecimiento de un programa de ahorro de energía.

• Identificar necesidad y conveniencia de realizar un diagnóstico de nivel 2.

1.2.4.3 – Diagnóstico Energético de Nivel 2 (DEN 2).

Este tipo de diagnóstico abarca todos los sistemas energéticos, tanto equipos de conversión primaria y distribución, como del proceso tecnológico. Incluye además, los aspectos de mantenimiento y control automático relacionados con el ahorro y uso eficiente de la energía.

• 1.3. Herramientas para establecer un Sistema de Gestión Total Eficiente de la Energía.

• 1.3.1. Diagrama de Pareto.

Los diagramas de Pareto son gráficos especializados de barras que presentan la información en orden descendente, desde la categoría mayor a la más pequeña en unidades y en por ciento. Los porcentajes agregados de cada barra se conectan por una línea para mostrar la suma incremental de cada categoría respecto al total.

Éste está inspirado en el principio conocido como pocos vitales y muchos útiles. Ley 80-20 que reconoce que en los procesos hay unos pocos elementos o causas realmente importantes (20%) que generan la mayor parte del efecto (80%). En otras palabras, del total de problemas que causan la baja o no deseada eficiencia energética de una empresa, sólo unos cuantos de ellos afectan de manera vital su competitividad.

Utilidad del Diagrama de Pareto:

• Identificar y concentrar los esfuerzos en los puntos claves de un problema o fenómeno como puede ser: los mayores consumidores de energía de la fábrica, las mayores pérdidas energéticas o los mayores costos energéticos.

• Predecir la efectividad de una mejora al conocer la influencia de la disminución de un efecto al reducir la barra de la causa principal que lo produce.

• Determinar la efectividad de una mejora comparando los diagramas de Pareto anterior y posterior a la mejora.

• 1.3.2. Gráfico de Control.

Los gráficos de control son diagramas lineales que permiten observar el comportamiento de una variable en función de ciertos límites establecidos. Se usan como instrumento de autocontrol y resultan muy útiles como complemento a los diagramas de causa y efecto, para detectar en cuáles fases del proceso analizado se producen las alteraciones.