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ESTIMACIÓN DE HUELLA DE CARBONO EN LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE JOYERÍA EN INDUSTRIAS INCA S.A.S. DEISY MICHELLE RIVERA CASTILLO UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS Facultad de Ingeniería Ambiental Programa de Ingeniería Ambiental Bogotá D.C. 2021
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ESTIMACIÓN DE HUELLA DE CARBONO EN LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE
JOYERÍA EN INDUSTRIAS INCA S.A.S.
DEISY MICHELLE RIVERA CASTILLO
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
Facultad de Ingeniería Ambiental
Programa de Ingeniería Ambiental
Bogotá D.C.
2021
ESTIMACIÓN DE HUELLA DE CARBONO EN LA LÍNEA DE PRODUCCIÓN DE
JOYERÍA EN INDUSTRIAS INCA S.A.S.
DEISY MICHELLE RIVERA CASTILLO
Trabajo de Grado
Director: Ing. Ronal Jackson Sierra Parada M. Sc.
Ingeniero Topográfico – Magíster en Geografía
UNIVERSIDAD SANTO TOMÁS
Facultad de Ingeniería Ambiental
Programa de Ingeniería Ambiental
Bogotá D.C.
2021
RESUMEN
La estimación de la huella de carbono corporativa es importante para cuantificar las
emisiones de gases de efecto invernadero - GEI generadas debido a las actividades
humanas, pues es un indicador que permite la toma de decisiones para plantear
metas de mitigación o compensación de estas emisiones, lo cual traería beneficios
no sólo al medio ambiente sino también a la empresa, generando además, un mayor
compromiso con el país frente al cambio climático. Teniendo en cuenta lo anterior,
se realizará la estimación de huella de carbono generada por parte de la empresa
Industrias INCA S.A.S. en su línea de producción de joyería, con base en la
metodología presentada en la “Guía para el cálculo y reporte de Huella de Carbono
Corporativa” del Plan Institucional de Gestión Ambiental – PIGA, de la Secretaría
Distrital de Ambiente de Bogotá D.C. Además, siguiendo los lineamientos
proporcionados por la NTC-ISO 14064-1 y NTC-ISO 14069 principalmente,
permitiendo realizar el análisis de sus emisiones de GEI y posteriormente plantear
una propuesta que permita reducir el consumo de energía eléctrica mediante un
sistema de paneles solares y a su vez se mitigue la emisión de estos GEI.
Palabras claves: energía eléctrica, gases de efecto invernadero, huella de carbono,
paneles solares.
ABSTRACT
The estimation of the corporate carbon footprint is important to quantify the
emissions of greenhouse gases - GHG generated due to human activities, as it is an
indicator that allows decision-making to set mitigation or compensation goals for
these emissions. Which would bring benefits not only to the environment but also to
the company; also generating a greater commitment to the country in the face of
climate change. Taking into account the above, will be made the estimate of the
carbon footprint generated by the company Industrias INCA S.A.S., in its jewelry
production line, based on the methodology presented in the "Guide for the
calculation and reporting of the Corporate Carbon Footprint" of the Institutional
Environmental Management Plan - PIGA, of the District Secretary of Environment of
Bogotá D.C. In addition, following the guidelines provided by NTC-ISO 14064-1 and
NTC-ISO 14069 mainly. Allowing for the analysis of its GHG emissions and
subsequently pose a proposal that allows reducing the consumption of electricity
through a solar panel system and in turn mitigating the emission of these GHGs.
Keywords: carbon footprint, electrical energy, greenhouse gases, solar panels.
INTRODUCCIÓN
Las actividades antropogénicas principalmente, han dado paso a grandes
transformaciones en el planeta debido a las cantidades de contaminantes a las que
este se enfrenta día a día, uno de los más importantes problemas actuales es el
cambio climático, consecuencia de las actividades humanas en un 95% (Climàtico,
2013). Este problema ambiental se puede evidenciar con mayor fuerza año tras año,
pues se ha alterado el funcionamiento de los ecosistemas, el nivel del mar ha
aumentado de manera significativa y además su temperatura es mayor, la atmósfera
también se ha calentado; la nieve y el hielo han disminuido y los gases de efecto
invernadero son emitidos en mayor cantidad.
Según El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de la
ONU (IPCC), “De 1901 a 2010 el nivel medio mundial del mar ascendió 19 cm, ya
que los océanos se expandieron debido al hielo derretido por el calentamiento. La
extensión del hielo marino en el Ártico ha disminuido en cada década desde 1979,
con una pérdida de 1,07 × 106 𝐾𝑚2 de hielo cada diez años.” (Grupo
Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático, 2013). Además, se
estima que para el año 2065 el aumento del nivel medio del mar pueda alcanzar
hasta los 30 centímetros y para el año 2100 hasta 63 centímetros, los cuales son
datos bastante significantes y alarmantes.
Por otra parte, algunas consecuencias del cambio climático pueden ser: la
desaparición de costas, huracanes, lluvias ácidas, pérdida de biodiversidad y
afectación en la salud humana, lo cual también podría traer afectaciones a la
economía indirectamente. Las emisiones industriales, aportan este tipo de gases de
efecto invernadero (GEI) a la atmósfera, como lo son el dióxido de carbono (CO2),
metano (CH4), óxido nitroso (N2O), hidrofluoruros (HFCs), hexafluoruro de azufre
(SF6) y perfluorocarbonos (PFCs) principalmente, afectando la capa de ozono de
manera significativa y generando perturbaciones en el planeta.
Esto ha llevado a que las leyes y normas sean cada vez más estrictas y la conciencia
ambiental sea más fuerte por parte de las industrias, ya que se ha determinado la
necesidad de tener un control acerca de los GEI emitidos en las diferentes líneas
de producción o prestación de servicios de las diferentes empresas. Para llevar
dicho control se puede realizar la estimación de la huella de carbono corporativa,
con el objetivo de implementar tecnologías o tomar decisiones en cuanto al
consumo de combustibles o electricidad ya que son los mayores generadores de
emisiones de GEI. Permitiendo beneficios no solo a nivel ambiental sino también a
nivel económico en la empresa, ya que al reducir su consumo energético se podrán
reducir costos a nivel operacional, también puede generar un valor agregado en la
empresa, demostrando a sus clientes su conciencia ambiental y generando mayor
confianza para adquirir sus productos, también sería un beneficio estar preparados
para para posibles regulaciones ambientales a nivel internacional y finalmente se
podría disminuir su huella de carbono.
Se relacionará y analizará la información proporcionada por la empresa Industrias
INCA S.A.S. respecto a la línea de producción de joyería, para posteriormente llevar
a cabo la estimación de la huella de carbono generada por esta en el año base
determinado 2019, con un alcance 1 y 2, de la puerta a la puerta; determinando los
kg equivalentes de CO2 a nivel mensual por el consumo de energía eléctrica.
Además, se planteará una propuesta que permita mitigar esta huella, trabajando
con mayor responsabilidad ambiental, implementando tecnologías limpias para
disminuir el consumo de energía eléctrica en la empresa y permita reducir las
emisiones de GEI.
CONTENIDO
INTRODUCCIÓN
1. DIAGNÓSTICO .........................................................................................................................9
1.1. MAPA DE PROCESO ................................................................................................... 12
2. METODOLOGÍA .................................................................................................................... 14
2.1. DEFINICIÓN DEL ALCANCE DE LA HUELLA DE CARBONO.............................. 14
2.2. RECOPILACIÓN DE DATOS DIRECTOS E INDIRECTOS .................................... 14
2.3. CUANTIFICACIÓN DE LAS EMISIONES .................................................................. 15
2.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS ...................................................................................... 20
2.5. PROPUESTAS Y POSIBILIDADES DE RECONVERSIÓN ENERGÉTICA ......... 21
3. CONCLUSIONES .................................................................................................................. 23
4. RECOMENDACIONES ......................................................................................................... 24
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................ 25
ANEXO A
LISTA DE TABLAS
Tabla 1. Combustible utilizado en el proceso de fundición. .................................................... 15
Tabla 2. Consumo energético de los equipos de planta. ........................................................ 15
Tabla 3. Consumo energético del inyector y extractor. ........................................................... 16
Tabla 4. Consumo energético de las bombas. .......................................................................... 16
Tabla 5. Consumo energético de los equipos de taller. .......................................................... 16
Tabla 6. Consumo energético de los rectificadores. ................................................................ 17
Tabla 7. Consumo energético de las luminarias. ...................................................................... 17
Tabla 8. Consumo energético total. ............................................................................................ 17
1. DIAGNÓSTICO
La empresa Industrias INCA S.A.S. fue fundada en el año 1956 o también conocida
como DUPRĒE desde el año 1999; se dedica a la producción y comercialización de
perfumería, joyería, ropa y cuidado personal. Su sede principal se encuentra en
Bogotá D.C., en la carrera 68B No. 10A – 97, con un área de aproximadamente
2600 m2, sede en la cual se realiza la estimación de la huella de carbono corporativa
en su línea de producción de joyería; también tiene una sede en Funza,
Cundinamarca, y además en Bolivia, Perú, Guatemala y Honduras. La empresa
cuenta con aproximadamente 150 empleados y manejan un horario laboral de lunes
a viernes de 6:00 a.m. a 4:00 p.m. (DUPRÈE BY AZZORTI, s.f.).
La línea de producción a la cual se le realiza la estimación de la huella de carbono
en esta empresa es la de joyería. El proceso productivo inicia con la compra del
material, el cual en este caso son lingotes de zamak, el cual es un material de fácil
fundición para la fabricación de piezas resistentes al impacto y de gran tenacidad,
esto se debe a que es un material producto de la fusión de componentes como el
zinc como metal base, aluminio (3,5% a 6%), magnesio (0,065%) y cobre (0,75% a
1,6%) (Uribe); de manera alterna, se realiza el diseño y prototipo de las joyas por
un equipo de joyeros para que posteriormente sea fabricado. Si este prototipo es
aprobado, se pasa a los moldes para su posterior fabricación, los cuales constan de
platos en silicona de alta resistencia a temperaturas. Después de esto, se realizan
pruebas de calidad a los moldes para su aprobación, y de ser así, pasan a un
proceso de fundición en donde se derrite el material comprado inicialmente (zamak)
en crisoles y a una temperatura de aproximadamente 430 °C a 440 °C, en este
proceso se utiliza gas propano de un tanque de 1000 galones.
Posteriormente, los moldes pasan a una serie de 3 centrífugas de 3 platos, para que
el material derretido sea vertido en estas y al girar a altas revoluciones el molde
quede adherido perfectamente. El paso siguiente, es retirar las piezas para quitar
sus irregularidades mediante el área de pulido, el cual tiene inicialmente una fase
manual, donde por medio de una serie de 10 discos de goma denominados
esmeriles se lijan y pulen estas piezas hasta obtener el resultado liso esperado.
Luego sigue la fase mecánica, donde las piezas pasan a una máquina de vibrado
que contiene piedras y va girando, dándoles brillo y eliminando por completo
cualquier imperfección; terminando de esta manera el proceso de pulido.
En la sección denominada amarre, se teje una malla con alambre de cobre que va
colgada en gancheras metálicas, en la cual irán suspendidas las joyas para ser
pasadas al proceso de laboratorio, en el cual son utilizadas una serie de 11 bombas.
Las joyas suspendidas pasan a unos tanques que tienen unos rectificadores
eléctricos, en los cuales se aplica el material teniendo en cuenta el resultado que se
desee obtener, realizando un recubrimiento del material deseado con una capa de
2 micras; el material más utilizado es el cobre, pero también puede ser bañado por
níquel, bronce, plata y oro, según como se requiera.
Estos rectificadores se distribuyen en 3 tanques para recubrimiento de cobre, con 1
rectificador de 1000 amperios y 12 HP; 3 tanques para recubrimiento de níquel, con
1 rectificador de 500 amperios y 7 HP; 3 tanques para recubrimiento de bronce, con
1 rectificador de 500 amperios y 7 HP, 1 tanque para recubrimiento de plata, con 1
rectificador de 250 amperios y 4 HP; y finalmente 1 tanque para recubrimiento de
oro, con 1 rectificador de 250 amperios y 4 HP. Cada tanque tiene una bomba de
recirculación de agua, para que todo el recubrimiento quede homogéneo, teniendo
en cuenta lo anterior, el tanque de distribución para el recubrimiento de cobre, tiene
unas bombas de 3 HP; para el recubrimiento de bronce y níquel, se hace uso de
unas bombas de 2 HP; y para el recubrimiento de plata y oro, las bombas utilizadas
son de 1 2⁄ HP. Este proceso se lleva a cabo utilizando corriente directa en todos los
casos, con voltajes de 7 V.
En el laboratorio se encuentra un inyector de aire que permite la ventilación en este
y cuenta con una potencia de 10 HP; también hay un extractor de gases tóxicos, y
su potencia es de 10 HP igualmente. Además, existe una bomba de agua potable
denominada hidro flo, su potencia es de 9 HP y consta de un tanque metálico con
una membrana interna que contiene aire, al ingresar el agua oprime la membrana y
se genera una presión, utilizada para distribuir el agua potable a la empresa. Por
otra parte, el agua residual proveniente del laboratorio debe pasar por un
tratamiento antes de salir al alcantarillado, este tratamiento se realiza mediante 6
bombas de 2.5 HP.
El paso a seguir es realizar pruebas de calidad a las piezas para determinar que los
resultados sean los esperados y así ser pasadas a la sección de pintura, donde se
dan los toques finales con resina y thinner, realizando dibujos a mano. Luego de
esto, se pasan a un horno eléctrico de 60 amperios y una temperatura de 100 °C a
120 °C, que seca la pintura para que se adhiera adecuadamente a la joya.
Finalmente, se realizan nuevamente pruebas de calidad para determinar si los
dibujos están bien hechos o si se debe hacer una mejora, se hace una revisión a la
pintura, ya que no debe estar cuarteada y si todo está en orden, se pasa a la sección
de empaque, el cual se realiza en cajas y luego en bolsas plásticas, pasando luego
por un túnel de termo encogido de 35 amperios, que cumple la función de calentar
el plástico en el que se envolvieron las cajas mediante una serie de resistencias
eléctricas, para que se adhiera a las cajas. Finalmente, se coloca la etiqueta y se
asigna un código para almacenar y realizar su distribución.
Por otra parte, existe también un área de taller, donde se lleva a cabo el
mantenimiento de los equipos como la centrífuga, la máquina de vibrado, los
esmeriles, el horno y el túnel de termoencogido una vez a la semana por 4 horas.
Mientras que el mantenimiento para las bombas se realiza una vez al mes por 4
horas; para los rectificadores, el inyector de aire y el extractor de gases, el
mantenimiento se realiza una vez al mes por 2 horas. Este taller cuenta con
herramientas como un taladro fresador, el cual tiene una potencia de 2.5 HP; una
sierra circular, con una potencia de 3 HP; un taladro percutor, con una potencia de
1.5 HP; una pulidora 4, la cual tiene una potencia de 1.5 HP; una pulidora 7, con
una potencia de 3 HP; y una caladora, con una potencia de 0.75 HP. Estas
herramientas trabajan solamente 4 horas al día.
En la planta de producción, se utilizan 3 tipos de luminarias, una es la mini titania
sobreponer, con una potencia de 38 W, utilizando una cantidad de 6 unidades en el
área de taller; otra es la gran luna 47cm, con una potencia de 28 W, utilizando una
cantidad de 12 unidades en el laboratorio; y de tipo mini titania suspender, con una
potencia de 59 W, utilizando una cantidad de 21 unidades en toda la planta en
general.
1.1. MAPA DE PROCESO
La materia prima en este proceso son los lingotes de zamak; los insumos utilizados
son el gas propano para llevar a cabo la fundición del material, moldes siliconados,
se utiliza talco para aplicar a los moldes antes de agregar el material caliente que
en este caso es el zamak, sales para purificar el material fundido, alambre de cobre
calibre 24 para suspender las joyas, resinas y thinner en la sección de pintura; sales
de cobre, bronce, níquel, oro y plata para realizar el recubrimiento; bolsas plásticas
y cartón para empacar las joyas y finalizar el proceso productivo. El único insumo
que está relacionado directamente con la generación de huella de carbono es el gas
propano; el uso de los demás insumos no se relaciona directamente con la
FUNDICIÓN
Lingotes de
Zamak
Gas
propano
Moldes
Material
derretido
Moldes con
material CENTRIFUGADO PULIDO
AMARRE LABORATORIO
Piezas
pulidas
Alambre
PINTURA
HORNO
EMPAQUE ALMACENAJE
Joyas
suspendidas
Cobre
Joyas
recubiertas
Resina
Thinner
Polvo
Moldes
Emisiones
Joyas
pintadas
Joyas secas
Bolsas
plásticas
Cartón
Joyas
empacadas
Agua
Níquel Bronce Plata Oro
Agua
generación de huella de carbono, sin embargo, durante todo el proceso productivo
se hace uso de equipos industriales y luminaria que requiere de energía eléctrica,
generando una emisión indirecta de GEI que sí genera huella de carbono.
Los aspectos ambientales más significativos generados en esta línea de producción
son las emisiones de GEI debido al uso de energía eléctrica; y de residuos sólidos,
como el alambre de cobre utilizado en la suspensión de las joyas, cartón y bolsas
plásticas. La empresa entrega sus residuos peligrosos a su proveedor Recuplanet
Colombia S.A.S., donde se encargan de dar una adecuada disposición final a este
tipo de residuos; los residuos denominados chatarra, son vendidos a una persona
natural y los residuos de cartón y bolsas plásticas son donados.
Las normas que establecen los lineamientos referentes a la estimación de la huella
de carbono se presentan a continuación:
ISO 14065: establece los requisitos para los organismos de verificación de
GEI.
ISO 14064-1: plantea los lineamientos para llevar a cabo la cuantificación de
la huella de carbono corporativa.
ISO 14064-2: plantea los lineamientos para llevar a cabo la reducción o
remoción de la huella de carbono corporativa.
ISO 14064-3: establece los lineamientos para llevar a cabo la verificación de
la huella de carbono corporativa.
ISO 14069: presenta los lineamientos para desarrollar la cuantificación de las
emisiones de GEI.
GHG Protocol (Protocolo de Gases de Efecto Invernadero).
Teniendo en cuenta el proceso productivo mencionado anteriormente, se procede
a realizar la estimación de la huella de carbono, con base en la metodología
proporcionada en la “Guía para el cálculo y reporte de Huella de Carbono
Corporativa” del Pan Institucional de Gestión Ambiental – PIGA, de la Secretaría
Distrital de Ambiente de Bogotá D.C. Además, se siguieron los lineamientos
proporcionados por la NTC-ISO 14064-1 y NTC-ISO 14069 principalmente. El
alcance de esta estimación es de fabricación, es decir, de la puerta a la puerta, y
para que sea posible su estimación, se establece una línea base para evaluar y
analizar las emisiones de GEI, teniendo en cuenta que estas emisiones se
determinan a través de tres alcances, los cuales son las emisiones directas;
emisiones indirectas y otras emisiones indirectas (Internacional, 2017).
2. METODOLOGÍA
Esta metodología se enfoca en delimitar las fuentes de emisiones de GEI ya sean
directas o indirectas, obteniendo un reporte de información de calidad y más
completo ya que los datos resultantes son más precisos y confiables, logrando el
objetivo que es proporcionar información que permita establecer políticas, metas o
estrategias para enfrentar el cambio climático. Como se menciona en el documento,
los principios bajo los cuales se realizó esta metodología son la relevancia,
integridad, consistencia, transparencia y precisión.
Dando inicio a la metodología, se presenta fase por fase:
2.1. DEFINICIÓN DEL ALCANCE DE LA HUELLA DE CARBONO
En esta fase se define el alcance del cálculo de la huella de carbono corporativo,
determinando las sedes y líneas de producción que serán tenidas en cuenta, para
posteriormente identificar las emisiones asociadas a la actividad de la empresa. En
este caso, el año base es el 2019, el límite organizacional determinado para llevar
a cabo dicha estimación es la sede de Bogotá D.C., pues es la sede en la cual se
desarrolla el proceso de producción de la joyería. El límite operacional fue
determinado identificando las fuentes de emisión y se encontró que el alcance es
de tipo 1 y 2, pues el del tipo 3 no aplica en este caso (PIGA, 2015).
Alcance 1. Emisiones directas de GEI, debido al funcionamiento de la planta: en
este caso aplica ya que en la línea de producción se genera calor en la fase de
fundición utilizando gas propano.
Alcance 2. Emisiones indirectas de GEI asociadas al consumo de energía eléctrica
por parte de la empresa: en el proceso de producción de la joyería se requiere el
uso de ciertos equipos industriales que consumen energía eléctrica.
2.2. RECOPILACIÓN DE DATOS DIRECTOS E INDIRECTOS
Mediante la información aportada por la empresa, se identificó en su factura de
energía eléctrica que el consumo mensual equivale aproximadamente a
$15’000.000 al llevar a cabo el proceso de producción de la joyería, en una actividad
laboral de 10 horas por 5 días a la semana, es decir, de lunes a viernes en un horario
de 6:00 a.m. a 4:00 p.m. Además, hay que tener en cuenta que los empleados tienen
30 minutos de almuerzo, 15 minutos de descanso en horas de la mañana y 15
minutos de pausas activas en la tarde. Por esta razón, los equipos son apagados,
lo que quiere decir que se encienden 4 veces al día en total.
2.3. CUANTIFICACIÓN DE LAS EMISIONES
En esta fase se deben relacionar los datos recopilados, identificando los factores de
emisión para cada alcance y así poder cuantificar la cantidad de GEI emitidos a la
atmósfera por parte de la empresa. A continuación se relacionan las tablas que
contienen la información de la empresa en cuanto al consumo mensual de energía
eléctrica, la tensión de cada equipo está expresada en voltios (V) y la potencia en
caballos de fuerza (HP). En la Tabla 1 se relaciona la cantidad de gas propano
consumida, correspondiendo al alcance directo y en las demás tablas se relaciona
la energía eléctrica consumida por cada equipo en vatios (W) referente al alcance
indirecto.
Tabla 1. Combustible utilizado en el proceso de fundición.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 2. Consumo energético de los equipos de planta.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 3. Consumo energético del inyector y extractor.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 4. Consumo energético de las bombas.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 5. Consumo energético de los equipos de taller.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 6. Consumo energético de los rectificadores.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 7. Consumo energético de las luminarias.
Fuente: elaboración propia.
Tabla 8. Consumo energético total.
Fuente: elaboración propia.
Para realizar la cuantificación de la huella de carbono directa e indirecta generada
a partir de la producción de joyería en la empresa Industrias INCA S.A.S., es decir,
por el uso del combustible gas propano, en el proceso de fundición y el consumo de
energía por los diferentes equipos industriales, respectivamente, se utilizó la
herramienta “Calculadora de Emisiones de 𝐶𝑂2” FECOC-WEB 2016, de la página
de la Unidad de Planeación Minero Energética – UPME. Esta página es de uso
público y la información que brinda es confiable y segura, pues se realizó un estudio
cauteloso por parte de la Academia Colombiana de Ciencias exactas, Físicas y
Naturales (ACCEFYN), acerca de los diferentes factores de emisión de los
combustibles. Como dice en su sitio web, “en 2003 se contrató a la Academia
Colombiana de Ciencias exactas, Físicas y Naturales (ACCEFYN), el estudio y
levantamiento de los factores de emisión, obteniéndose una calculadora en Excel y
un informe con factores de emisión de 68 combustibles. En 2015, se observó la
necesidad de actualizar los factores de emisión, y garantizar la trazabilidad de los
datos, por lo que a través de Fundación Natura, se realizó la actualización,
obteniéndose los factores y cálculos utilizados en esta nueva versión FECOC-WEB
2016.” (UPME, 2016)
Imagen 1. Calculadora de Emisiones de 𝐶𝑂2” FECOC-WEB 2016.
Fuente: (UPME, 2016)
La ecuación para estimar la huella de carbono es:
𝐻𝐶 = ∑(𝑓𝑖 ∗ 𝑥𝑖)
Donde:
𝑓𝑖: 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛
𝑥𝑖: 𝑐𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒𝑠 𝑑𝑒 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖ó𝑛
Según la UPME, “Los factores de emisión son herramientas que permiten estimar
la cantidad de emisiones de un determinado contaminante, generada por la fuente
en estudio.” (LEAL, 2015)
Estimación alcance directo: se determinó que el factor de emisión del combustible
gas propano es 3,0512 𝑘𝑔𝐶𝑂2 𝑘𝑔
, mediante la “Calculadora de Emisiones de 𝐶𝑂2”
FECOC-WEB 2016, teniendo en cuenta que en la línea de producción de joyería se
hace uso de 1000 galones de gas propano al mes, en el proceso de fundición, se
tuvo que realizar una conversión de galones a kg ya que así lo solicitaba la
herramienta y el resultado se debe expresar en 𝑘𝑔𝐶𝑂2; teniendo en cuenta que un
galón de propano pesa 4,23 libras, (Gas, 2009) la ecuación de conversión es:
1000 𝑔𝑎𝑙 𝑔𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑜 = (4,23 𝑙𝑏1 𝐾𝑔
2,2046 𝑙𝑏∗ 1000)
1000 𝑔𝑎𝑙 𝑔𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑜 = 1918,72 𝑘𝑔 𝑔𝑎𝑠 𝑝𝑟𝑜𝑝𝑎𝑛𝑜
Ecuación huella de carbono directa:
𝐻𝐶 = (3,0512𝑘𝑔𝐶𝑂2
𝑘𝑔∗ 1918,72𝑘𝑔)
𝐻𝐶 = 5854,4 𝑘𝑔𝐶𝑂2
Estimación alcance indirecto: se determinó que el factor de emisión de la
electricidad es 0,1990 𝑘𝑔𝐶𝑂2/kWh mediante la “Calculadora de Emisiones de 𝐶𝑂2”
FECOC-WEB 2016, teniendo en cuenta que en la línea de producción de joyería se
hace uso de 26099,04 kWh de energía eléctrica al mes en todo el proceso, la
ecuación resultante es la siguiente:
𝐻𝐶 = (0,1990𝑘𝑔𝐶𝑂2
𝑘𝑊ℎ∗ 26099,04 𝑘𝑊ℎ)
𝐻𝐶 = 5193,71 𝑘𝑔𝐶𝑂2
El factor de emisión de la electricidad es 0,1990 kg 𝐶𝑂2
𝑘𝑊ℎ, esto quiere decir, que por
cada kWh consumido en la empresa, son emitidos 0,1990 kg equivalentes de 𝐶𝑂2.
En este caso, el resultado indica que la empresa Industrias INCA S.A.S. al llevar a
cabo el proceso productivo de la joyería, emite 11048,11 kg equivalentes de 𝐶𝑂2 por
consumo de energía eléctrica al mes.
Finalmente, se realizó la estimación de la huella de carbono total generada en la
línea de producción de joyería en la empresa Industrias INCA S.A.S., teniendo como
resultado que su huella total de carbono es de 11048,11 kg equivalentes de 𝐶𝑂2 por
kg de joyas fabricadas al mes, por el uso de combustible como gas propano y
consumo de energía eléctrica.
𝐻𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 5854,4 𝑘𝑔𝐶𝑂2 + 5193,71 𝑘𝑔𝐶𝑂2
𝐻𝐶𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 11048,11 𝑘𝑔𝐶𝑂2
El GEI más emitido a la atmósfera es el CO2, por esta razón, la estimación de la
huella de carbono se expresa en emisiones de CO2 equivalentes.
2.4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
Después de analizar los datos y cálculos obtenidos, se puede determinar que la
huella de carbono de la empresa Industrias INCA S.A.S., en su proceso de
producción de joyería emite 11048,11 𝑘𝑔𝐶𝑂2 al mes, es decir que anualmente se
emiten 132577,32 kg o 132,58 Ton equivalentes de 𝐶𝑂2, en este caso, en el año
2019 ya que este fue el año base determinado inicialmente. El proceso de fundición
es el que más genera GEI al utilizar gas propano como combustible.
Por otra parte, el consumo de energía podría ser menor si no se apagara cada vez
que los trabajadores realizan alguna actividad diferente como por ejemplo su tiempo
de almuerzo, su descanso en la mañana y sus pausas activas en la tarde, ya que,
teniendo en cuenta esto, los equipos se estarían encendiendo 4 veces al día,
contando su encendido inicial en horas de la mañana. En el caso del horno, al
apagarse y encenderse, pierde tiempo de trabajo y consume energía innecesaria
mientras se calienta de nuevo, además, al encender los equipos se generan picos
de voltaje que generan un mayor consumo de energía eléctrica, y teniendo en
cuenta que todos los equipos se apagan y se prenden 4 veces al día, el consumo
es mayor (Protecciòn, s.f.).
El coeficiente de utilización en ningún caso fue del 100%, el valor máximo fue del
90%, esto podría deberse a las pausas generadas durante el día, pues como se
menciona anteriormente, los equipos se apagan durante el tiempo de almuerzo,
descanso en la mañana y pausas activas en la tarde, esto no permite un uso
eficiente de estos, además, se debe tener en cuenta que todos los equipos cuentan
con un mantenimiento mensual o semanal según sea el caso.
2.5. PROPUESTAS Y POSIBILIDADES DE RECONVERSIÓN
ENERGÉTICA
Finalmente, con base en la huella de carbono estimada, se plantea una propuesta
que permita mitigar el consumo de energía eléctrica por parte de la empresa
Industrias INCA S.A.S., específicamente en la línea de producción de joyería, ésta
propuesta se trata de evaluar la posibilidad de implementar un sistema de paneles
solares que permita generar energía a partir de la radiación solar, disminuyendo el
consumo de energía eléctrica y así lograr mitigar las emisiones de GEI a la
atmósfera. Estos paneles solares están formados por un conjunto de celdas
fotovoltaicas y estas a su vez, están compuestas de silicio, lo cual permite la
generación de electricidad dependiendo de la cantidad de radiación emitida, pues
en los días nublados no se generará la misma cantidad de energía. Esta
implementación aportaría beneficios no sólo ambientales sino también económicos
a largo plazo; pues su vida útil es de aproximadamente 25 años (SUNCOLOMBIA,
s.f.).
El recibo de energía eléctrica para la empresa Industrias INCA S.A.S. es de
aproximadamente $15’000.000 al mes. La entidad Enel-Codensa, reguladora de
energía eléctrica, en el año 2019 realizaba un cobro de $565,1330 por kWh a nivel
industrial (enel, 2019), lo que quiere decir, que por el consumo mensual de energía
eléctrica en la línea de producción de joyería, la empresa paga $14’749.428,8 según
la siguiente regla de tres:
1 kWh $565,1330
26099,04 kWh X
X = $14’749.428,8
Este resultado coincide aproximadamente con el pago que realiza la empresa por
consumo mensual de energía eléctrica.
Teniendo en cuenta los datos anteriores, se puede decir que el valor para las
luminarias únicamente, sería de $203.786,96 mensuales; $2’445.443,52 al año.
1 kWh $565,1330
360,60 kWh X
X = $203.786,96
Luego de analizar los datos obtenidos, se realizó una cotización con la empresa
Emergente Energía Sostenible, la cual se puede evidenciar en el Anexo A adjunto
a este trabajo, para determinar los costos de instalación de un sistema de paneles
solares que generen la energía consumida por las luminarias, la cual es 360,60 kWh
al mes. Obteniendo como resultado un costo total de aproximadamente
$38’626.230, en donde se incluye el precio de $18’491.430, correspondiente a los
paneles solares a implementar con todos sus accesorios. Por otra parte, se incluye
el precio de $20’134.800, correspondiente a las baterías que almacenarán la
energía solar utilizada posteriormente en las horas donde la radiación es menor, es
decir, cerca de las 6:00 a.m. y las 4:00 p.m.
Se requiere la implementación de 14 paneles solares para generar la energía
necesaria consumida por las luminarias, los cuales son de tipo monocristalino de
400 W, teniendo como referencia 4 horas de sol promedio al día, cada panel solar
tiene un área de 2,62 m2, es decir, que el área total requerida para la instalación de
los paneles es de aproximadamente 37 m2, sumando a este espacio un área de
16 𝑚2 requerida para realizar el mantenimiento y limpieza de estos de ser necesario,
obteniendo finalmente un área total requerida de 53 𝑚2, lo cual es viable teniendo
en cuenta que la empresa tiene un área total de 2600 𝑚2. El número de baterías
necesarias para la implementación de este sistema de paneles es 12, las cuales
son baterías de gel 250 Ah y 12 V. La puesta en marcha de este sistema podría
evitar cerca de 0,9 Ton de CO2 emitido al año. El alcance de este proyecto es el
suministro, instalación y puesta en funcionamiento de los paneles solares e
inversores, con sus respectivos soportes mecánicos y sistema de monitoreo;
también se realizará la conexión a la red eléctrica de la empresa. La vida útil de
estos paneles solares es de 20 a 25 años, generando un ahorro de hasta
$61’000.000 en este tiempo; el período de retorno de esta inversión se daría entre
el año 6 y 7, lo cual es un proyecto viable.
Consumo energía al año = $203.786,96 * 12 meses
Consumo energía al año = $2’445.443,52
Por otra parte, se podría implementar un sistema de arrancadores suaves, es decir,
unos dispositivos que pueden prolongar la vida útil del motor y administrar el voltaje
de los equipos, protegiéndolos de los esfuerzos al ser encendidos en este caso, lo
cual genera una disminución en el consumo de energía eléctrica al disminuir los
picos de voltaje generados en el encendido de los equipos. La instalación podría
ser de manera interna, es decir, por parte de los operarios de la planta, evitando
gastos externos; la conexión de este sistema podría llevarse a cabo dejando un
punto en común de las tres fases del motor, permitiéndole un arranque más suave
al ser encendido. Sin embargo, la opción más viable, sería reorganizar los horarios
de pausas por parte de los empleados, pues podrían turnarse y así evitar el apagado
y encendido de los equipos, además, se optimizarían más los tiempos (ABB, s.f.).
3. CONCLUSIONES
La empresa Industrias INCA S.A.S. mediante el proceso productivo de la
fabricación de joyería, genera una emisión de 11048,11 kgCO2 al mes, si se
tiene en cuenta únicamente el consumo de energía eléctrica de las
luminarias, ya que es el área a la cual se le implementará los paneles solares,
se generaría una reducción de 861,1 kgCO2 al año, es decir
aproximadamente 0,9 Ton equivalentes de CO2 al año.
Este consumo de energía eléctrica también podría disminuirse
implementando en los motores un sistema de arrancadores suaves, que
permitan disminuir los picos de voltaje generados al encender los equipos y
así disminuya el consumo de energía. Sin embargo, sería importante
reorganizar los horarios de descanso, almuerzo y pausas activas; pues no
deberían salir todos al mismo tiempo ya que se pausa todo el trabajo y se
pierde energía eléctrica y tiempo al prenderlos tantas veces al día.
Lo ideal sería que estas emisiones fueran neutras, pero debido al uso
necesario de equipos industriales es complejo, la empresa puede disminuir
su huella de carbono implementando un sistema de paneles solares
conectados a la red, que transformen la energía solar en eléctrica y que supla
la energía consumida por las luminarias, disminuyendo así el consumo
directo de electricidad, consiguiendo además, un beneficio económico.
Podría también, compensar sus emisiones de GEI comprando unidades de
reducción de emisiones (RCE), apoyando proyectos ambientales y así
reducir las emisiones a nivel global y en conjunto.
La implementación de estos paneles solares generaría a la empresa un
ahorro de aproximadamente $2’445.443,52 al año, correspondientes al
consumo de energía eléctrica por parte de las luminarias. Con un periodo de
retorno de la inversión de 6 a 7 años, lo cual es un proyecto viable teniendo
en cuenta que estos paneles tienen una vida útil de hasta 25 años.
Es importante que las empresas tengan un mayor control acerca de la huella
de carbono que están generando, pues en algunas ocasiones se consume
energía innecesaria que se puede disminuir tomando decisiones tempranas.
Además, al implementar tecnologías limpias en su empresa, tendrían la
oportunidad de obtener un sello de carbono neutro, lo cual abriría muchas
puertas y generaría un posicionamiento más alto, potenciando sus ventas y
además, demostrando que se puede trabajar de manera sostenible
económicamente.
4. RECOMENDACIONES
Se recomienda que en la empresa Industrias INCA S.A.S. se reorganicen los
horarios de almuerzo, descanso en la mañana y pausas activas en horas de la tarde;
pues los empleados salen al mismo tiempo, por lo cual deben apagar los equipos y
parar la producción por completo, generando picos de voltaje en estos y
consumiendo mayor energía. Teniendo en cuenta las medidas tomadas por el
gobierno de Bogotá D.C., referente a la situación actual debido a la pandemia a
causa de COVID-19, las empresas podrían trabajar en el horario que más les
convenga en las 24 horas del día, por lo tanto, que reorganicen los horarios para
estas pausas es aún más necesario, pues es importante que los trabajadores
realicen pausas debido a los niveles de estrés que se pueden generar, pero de una
manera más organizada sin dejar de lado la productividad de la empresa.
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