Eficiencia energetica en instalaciones hospitalarias, una vía para disminuir costos (página 2)

Teniendo en cuenta la tecnología desarrollada por un conjunto de compañeros y liderados por Anibal Borroto [2] en la cual resumen como desarrollar un sistema de gestión eficiente de la energía a continuación mostramos el método a desarrollar en este trabajo

Diagrama Energético Productivo

Esta herramienta consiste en desarrollar el flujograma del proceso productivo, agregándole todas las entradas y salidas de materiales (incluidos residuos) y de energía, con sus magnitudes características para los niveles de producción típicos de la empresa.

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 causa y efecto, para detectar en cuales fases del proceso analizado se producen las alteraciones.

Gráfico de Energía – Producción en el Tiempo (E – P vs. t)

Consiste en un gráfico que muestra la variación simultánea del consumo energético con la producción realizada en el tiempo. El gráfico se realiza por meses. Es útil porque se muestran los períodos en que se producen comportamientos anormales de la variación del consumo energético con respecto a la variación de la producción.

Diagramas de Consumo – Producción (E vs. P)

Para las empresas de servicios, realizar un diagrama de dispersión de la energía usada por mes u otro período de tiempo con respecto a los servicios prestados durante ese mismo período, revela importante información sobre el proceso.

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.

Estratificación de los Resultados.

La estratificación es un método de análisis, no consta de un diagrama particular. Consiste en utilizar las herramientas de diagramas para profundizar en las capas interiores de las causas.

Consideraciones del sistema en estudio

Definición de los Portadores Energéticos estudiados en el hospital.

Para la aplicación de las herramientas de la TGTEE se analiza un hospital de 600 camas, se seleccionó el período desde el año 2004 al 2008, en esta etapa se instalaron nuevos equipos de servicios médicos que incrementaron la carga eléctrica y de clima, se identificaron los principales portadores energéticos del período:

• Energía eléctrica

• Fuel-oil

• GLP

• Diesel

Energía Eléctrica

Se monitoreó el consumo de energía eléctrica y otras magnitudes relacionadas en los horarios de madrugada, día y pico, así como de reactivo para los años 2004 al 2008, excluyendo el año 2006 pues no se pudo recopilar la información necesaria por falta de documentación en la entidad, para realizar un estudio detallado de este período se aplican los procedimientos descritos por Leyva. [3]

Petróleo Combustible (Fuel Oil)

La segunda en importancia fuente primaria de energía consumida en el hospital es el petróleo combustible que sirve esencialmente a la producción de vapor en la planta de generación de vapor. Esta consta de dos calderas pirotubulares en funcionamiento y una que se está instalando, que producen vapor como portador intermedio de energía y que sirve a las demandas de calor de las diferentes dependencias que lo requieren, a saber, lavandería, cocina, esterilización y calentamiento de agua. Por avería de los calentadores de agua, actualmente no se presta este último servicio. Fue recopilada la información disponible sobre las partidas de insumo de petróleo combustible durante el 2004, 2005, 2007 y 2008.

El análisis de la estructura de consumo se realizó por cada año seleccionado y se utilizaron las unidades de medidas y factores de conversiones vigentes. Los valores de consumo de los portadores en Toneladas de Combustible Convencional (TCC), se muestran en la siguiente tabla.

Tabla 1. Comportamiento anual en TCC.

De los portadores utilizados en el hospital en el período estudiado, 2 de ellos Electricidad y Fuel-Oil, representan más del 98.5% del total de TCC en cada uno de los años seleccionados. Estos portadores y el consumo que representan en TCC se muestran en la tabla 5.

Al analizar graficamente estos valores tanto la electricidad como el fuel-oil se destacan por su representatividad.

En los años analizados se muestra que en el año 2005 hubo una disminución en el consumo de energía eléctrica con respecto al 2004, siendo esto un factor muy importante en el ahorro del hospital, ya en el 2007 se aprecia un aumento significativo de este portador en comparación con el 2005 esto se debe fundamentalmente a la instalación de nuevos equipos médicos, fundamentalmente en el area de Imaginología para la atención de la población, asimismo se aprecia un aumento en el 2008 con respecto al 2007 ya que se han instalado equipos de climatización locales en diferentes áreas que lo han requerido por deficiencias en el sistema centralizado.

En este grafico se puede apreciar como el comportamiento del consumo de Fuel Oil disminuye, producto que en el área de lavandería se dejarion de prestar servicios algunos equipos, además se instalaron modernos equipos en el área de esterilización, con mayor eficiencia.

Gráfico 1: Pareto de Estructura de Consumos anual.

A continuación se muestran las áreas más consumidoras en el caso que se analiza.

Tabla 2 Áreas de mayor consumo de Energía Eléctrica

En el siguiente diagrama se destaca el área de los turbocompresores como la de mayor incidencia siendo ésta donde deban encaminarse las principales medidas en función de disminuir el consumo de la instalación, debido a que el consumo de los motocompesores representa un tercio de la energía eléctrica de la entidad, los mismos en el período analizado no habían recibido mantenimiento desde más de 5 años atrás y no cumplía con las demandas de frío, debido a que solo uno funcionaba y no daba abasto, las temperaturas de funcionamiento estaban 3 grados por encima de la norma (4 a 6 ((C en la descarga y 10 a 12 en entrada) y el régimen de carga era de aproximadamente el 90%.

Gráfico 2. Diagrama de Pareto para las áreas mayores consumidoras

Gráficos de control

Por ser la energía eléctrica el primer portador más importante de la entidad, se realizó en detalle el comportamiento del consumo de este portador en los años analizados. Para ello se presentan los gráficos de control de consumo durante los años 2004, 2005, 2007 y 2008 y la relación durante este período de consumo de energía eléctrica.

De los gráficos de control de la energía eléctrica se observa que en los cuatro años analizados no se detectaron puntos fuera de los límites de control del consumo para ese período, lo cual indica un funcionamiento estable de la entidad, sin anomalías de gran relevancia. La media de consumo por mes en cada año disminuyó entre el 2004 y el 2005, incrementándose luego en el 2007 y 2008. Este resultado está directamente relacionado con la instalación en la entidad de nuevos equipos médicos. Se señala que si bien se instalaron equipos de servicio en nuevos locales, también se instalaron sistemas de climatización en los lugares que lo requerían por presentar problemas el sistema centralizado de climatización.

Gráficos de consumo de energía eléctrica – días pacientes en el tiempo

En los gráficos que se muestran a continuación, se aprecia la variación simultánea del consumo de energía eléctrica contra días pacientes en el período de los cuatro años seleccionados.

En todos los casos se puede apreciar como en los meses de julio a septiembre que corresponden con los meses de verano el consumo de energía eléctrica aumenta en relación con la cantidad de pacientes que atiende la instalación.

Gráficos de índice de consumo – días pacientes

En el gráfico que se muestra se presenta el diagrama real de Índice de consumo de EE vs. Días pacientes de los años analizados, en el cual se observa la influencia de la cantidad de días pacientes sobre el índice de consumo. La construcción de este gráfico se realiza a partir de los parámetros determinados en los gráficos relacionados con los consumos – días pacientes.

En todos los casos se observa que a medida que aumentan los días pacientes el índice de consumo disminuye, por lo que el peso relativo de la energía no asociada al servicio (días pacientes) respecto a la energía consumida total disminuye, esto quiere decir que la entidad tuvo un comportamiento favorable.

Análisis del sistema de generación de vapor

El sistema de generación consta de 3 generadores de vapor pirotubulares, de pequeña capacidad 4 t/h , uno de ellos en proceso de instalación y otro en mantenimiento, solo se encuentra funcionando uno solo al 50 % de su capacidad nominal.

Los principales consumidores de vapor son Lavandería, Cocina y Central de equipos. En toda la red de distribución y consumo existen salideros de vapor que deterioran la eficiencia del sistema de generación y aumentan los gastos de combustible para generación. Teniendo en cuenta lo establecido por el Ministerio de Economía y Planificación de Cuba [4] es frecuente encontrar durante las inspecciones a entidades que poseen generación de vapor, fugas de éste a la atmósfera por orificios en tuberías y otros accesorios. Segun la metodología propuesta por Rubio [5] se determina la magnitud de estas pérdidas.

Para el caso analizado se determinó que el gasto G es de 6 kg/h, si se considera un regimen de trabajo de 4000 h el gasto es de 24 000 kg/año (aproximadamente 154 Barriles de petróleo) mezcla de fuel-oil que se pierden por fugas a través de orificios al año. Teniendo en cuenta el precio del barril de petroleo representa 10 780 USD.

Discusión de Resultados

• Energía Eléctrica

Al analizar el comportamiento del consumo de Energia Eléctrica el mismo aumenta anualmente, debido a deficiencias en el sistema, incremento de tecnologías y un deficiente sistema de gestión energética. Se debe trabajar por mejorar el funcionamiento durante los meses de verano ya que en esa epoca el consumo aumenta en relación a la cantidad de pacientes que se atienden en la intitución, esto quiere decir que el gasto depende de servicios no asociados directamente a la cantidad de personas, lo cual ademas se refleja en el aumento del indice de consumo en funcion de los dias pacientes 25,76 en el 2004 hasta 27,13 en el 2008.

• En el caso del Fuel Oil

Para este indicador cabe señalar que en el último año analizado su consumo fue de 238 tcc, valor menor a los anteriores debido a que se disminuyeron el número de salideros existentes en años anteriores aunque aun persisten otros. Se dejó de prestar servicios en áreas de mayor consumo como es lavandería y se introdujo nuevas tecnologías en esterilización, con mayor eficiencia y menos consumo, no obstante existe un potencial de ahorro solo por erradicación de salideos en el orden de las 24 TCC lo cual representa cerca de 11 000 USD.

Bibliografía

. Domínguez Rodríguez, L. and D.R. Morales Rodríguez, Aplicación de la Tecnología de Gestión Total de Eficiencia de la Energía en la Empresa Torrefactora "Manuel Ascunce Domenech." in Energía. 2007, Universidad Central de Las Villas: Santa Clara.

2. Borroto Nordelo, A., Gestión Energética Empresarial. 2002, Cienfuegos

3. Céspedes., A.L., Evaluación termoenergética y del impacto sobre la calidad del aire del sistema de generación de vapor del Hospital ''Arnaldo Milián Castro''. 2005, UCLV: Santa Clara.

4. MEP. Guia para el análisis y evaluación de calderas y redes de distribución de vapor. [cited 27 de Abril de 2009]; Available from: www.energia.inf.cu/iee-mep/Document/vapor.pdf.

5. González, Á.R., Generadores de vapor, ed. MES. 1981, Santa Clara.

Autor:

Ing. Alfredo Leyva Céspedes

alfredolc[arroba]uclv.edu.cu

MsC Ovidio Rodríguez Santos

ovidio[arroba]uclv.edu.cu

Centro de Estudio de Energías y Tecnologías Ambientales, CEETA

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