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“Impacto de la optimización de la eficiencia energética en el

Sistema de Producción del Nuevo Carnic, S.A.”

Stephen Neil Ruiz Cerrato

Trabajo de grado presentado en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al título

en Ingeniería Industrial y de Sistemas.

Managua, 10 de Enero del 2011

ii

Contenido Resumen Ejecutivo ..................................................................................................................... 1

I. Introducción ........................................................................................................................... 2

II. Justificación............................................................................................................................ 4

III. Objetivos ............................................................................................................................ 5

Objetivo General ........................................................................................................................ 5

Objetivos Específicos .................................................................................................................. 5

IV. Hipótesis ............................................................................................................................ 6

V. Marco Teórico ........................................................................................................................ 6

VI. Metodología de la Investigación ....................................................................................... 14

Planteamiento y descripción de variables. ................................................................................ 14

Planteamiento de modelos: eléctrica y térmica. ....................................................................... 16

VII. Recolección y Análisis de Datos ........................................................................................ 19

Análisis del Sistema térmico ..................................................................................................... 20

Análisis del Sistema Eléctrico .................................................................................................... 30

VIII. Proyecto de Eficiencia Energética. .................................................................................... 34

IX. Conclusiones .................................................................................................................... 37

X. Recomendaciones ................................................................................................................ 39

XI. Anexos ............................................................................................................................. 41

XII. Bibliografía: ...................................................................................................................... 50

Índice de Tablas

Tabla 1: Consumo Diario de Búnker.............................................................................................. 20

Tabla 2: Especificaciones de Trabajo de Caldera ........................................................................... 22

Tabla 3: Pérdidas de Calor en Receptores del Sistema Térmico..................................................... 25

Tabla 4: Pérdidas de Calor en Receptores del Sistema Térmico con coeficiente de transferencia de

calor más bajo.............................................................................................................................. 26

Tabla 5: Pérdidas de energía en tubería de Caldera a Subproducto .............................................. 27

Tabla 6: Conversión de energía perdida en tubería de Subproducto hasta su valor monetario ..... 28

iii

Tabla 7: Pérdidas de energía en tubería de Caldera a Deshuese y Matanza .................................. 28

Tabla 8: Conversión de energía perdida en tubería de Deshuese y Matanza hasta su valor

monetario .................................................................................................................................... 29

Tabla 9: Pérdidas de energía por fugas en tuberías....................................................................... 29

Tabla 10: Levantamiento de carga del área de Deshuese .............................................................. 30

Tabla 11: Factores de potencia observados en período de estudio ............................................... 31

Tabla 12: Arranque de motores escalonados VS. Al mismo tiempo ............................................... 33

Tabla 13: Escenario de rentabilidad con un aislamiento que conserva 60% de calor ..................... 35

Tabla 14: Escenario de rentabilidad con un aislamiento que conserva el 90% de calor................. 36

Índice de Ilustraciones

Ilustración 1: Tanque de precalentamiento de búnker sin aislamiento ......................................... 43

Ilustración 2: Tanque de suministro de agua ................................................................................ 44

Ilustración 3: Tanque de tratamiento de agua .............................................................................. 44

Ilustración 4: Caldera de 400 HP ................................................................................................... 45

Ilustración 5: Intercambiador de Calor ......................................................................................... 45

Ilustración 6: Tubería con mal aislamiento desde caldera hasta deshuese matanza ...................... 46

Ilustración 7: Manifold externo de subproducto ........................................................................... 46

Ilustración 8: Fuga en tubería externa en subproducto ................................................................. 47

Ilustración 9: Manifold interno de subproducto ........................................................................... 47

Ilustración 10: Fugas en el manifold interno de subproducto ....................................................... 48

Ilustración 11: Purgas de calderas ................................................................................................ 48

Ilustración 12: Chimenea en Jornada laboral activa ...................................................................... 49

Ilustración 13: Banco de transformadores de subproducto .......................................................... 49

1

Resumen Ejecutivo

El presente trabajo está enfocado en encontrar el impacto de la optimización de la

eficiencia energética en el sistema de producción del Nuevo Carnic S.A. La optimización

fue dada por la aplicación de técnicas de administración energética, que aumentaron el

aprovechamiento de la energía tanto térmica como eléctrica.

En la parte térmica el punto más débil fue la falta de aislamiento del sistema

térmico, lo que generaba grandes pérdidas de energía que se traduce en pérdidas

económicas ya que para producir esta energía se necesita comprar búnker el cual se

desperdicia en generación de calor innecesario.

En la parte eléctrica un punto crítico era la ausencia de un control de demanda

máxima, que al no escalonar la carga de trabajo de los motores, tanto como su encendido,

se obtenían altos cobros en la factura energética por mala administración. Estas técnicas

generaron ahorros que ascienden a $232,117.35 dólares anuales y su impacto es la

disminución de los costos de producción aumentando las utilidades de la industria, la

seguridad y ergonomía de los trabajadores y una industria que se adapta a los cambios.

2

I. Introducción

Nicaragua continúa en crisis energética, aunque no haya apagones el nivel de

dependencia de energía a base de búnker, derivado del petróleo, sigue en aumento. Dado

que la solución del gobierno fue importar de Venezuela plantas pequeñas que generan 5.3

MW cada una de ellas y que consumen el mismo petróleo venezolano que se compra a un

“precio favorable” a cambio de pagar el restante a largo plazo, quedando Nicaragua

fuertemente endeudada en su futuro. “Se ha logrado aumentar la capacidad nominal de

producción en 1,107 MW” dijo el presidente Ortega, algo cierto, pero de los cuales sólo

865 MW se pueden poner en funcionamiento debido al alto costo de producción de un

megavatio a base de búnker que va alrededor de los $1701, por lo que poner en marcha el

resto sería demasiado costoso para la nación. Es por esto que las primeras plantas que

entran a funcionar son las de energía renovable, que también gracias a ellas se llegó a la

capacidad nominal nombrada por el presidente Daniel, ya que son las que producen energía

más baratas como “Amayo” que es de energía eólica que aporta 63 MW/h y el aumento de

la eficiencia de la caldera del Ingenio San Antonio que produce 29 MW/h2.

Según los datos del Banco Central de Nicaragua (BCN) Nicaragua depende del

63.9% de la energía térmica y el resto es la proporción de generación de energía renovable.

Según reportes del plan estratégico del Ministerio de Energía y Minas (MEM) Nicaragua

tiene la capacidad de producir 4,500 MW a base de energía renovable, pero hoy en día sólo

se encuentra explotado el 4.78%. Este tipo de energía es mucho más barata que la

producida con búnker, lo que nos indica que en este país no hay programas con visión que

aborden este punto, como los de concientización, incentivos para invertir en la energía

renovable y falta de educación en la población que demanden este tipo de generación.

1 http://www.cndc.org.ni/CurvaDemanda/index.php

2 http://www.laprensa.com.ni/2009/11/19/economia/8199/imprimir

3

Los altos costos de generación y los incrementos de tarifa, el más reciente siendo

de 6.85%, se ven reflejados en la factura de los consumidores y sobre todo al mayor

consumidor de energía que es el sector industrial y que tan sólo representa el 13.9% de los

consumidores de energía del país3. Lo que obliga a la industria a escoger muy bien el tipo

de tarifa que se presentan en los planes del Instituto Nacional de Energía (INE), a buscar

soluciones para disminuir su consumo energético, tratar los desechos como oportunidad

para producir energía y educar a cada uno de los miembros de la industria en una cultura de

ahorro y organización para poder sobrevivir en esta crisis. Estas son las posibles soluciones

que serán llevadas a la industria donde se realizó el presente trabajo: El Nuevo Carnic S.A.

El Nuevo Carnic S.A. es un matadero industrial de carne bovina ubicado en el Km

10 ½ de la Carretera Norte de Nicaragua cuyo mercado de comercialización es a nivel local

e internacional exportando a más de 20 países en 4 continentes. Según las estadísticas del

Centro de Trámites de Exportaciones (CETREX) de Enero-Septiembre 2010 se encuentra

en el cuarto lugar de los 50 principales exportadores de Nicaragua.

Para mantener sus operaciones en este nivel se ve obligado a consumir grandes

cantidades de energía, cuyas facturas se ven afectadas por los factores mencionados

anteriormente. En este contexto energético que presenta la industria es necesario

implementar técnicas de Eficiencia Energética para reducir los costos de la factura eléctrica

y térmica. El Nuevo Carnic ha empezado a aplicar parte de estos conocimientos con

programas de Gestión Ambiental y la Gerencia de Mantenimiento vela por cumplirlos. Pero

es una tarea grande por realizar, con muchas áreas descubiertas.

Conociendo esta situación es importante demostrar cuál es el impacto que tienen

los métodos de eficiencia energética dentro del sistema de producción de dicha empresa,

tanto en ahorro, buen estado de los equipos y buenas prácticas que distingan a la

organización. Por lo que se tiene que analizar todo el sistema en búsqueda de oportunidades

y analizar el impacto de la aplicación de dichos métodos.

3 Ylescas, Martin. Ver Gráfico 1 en Anexos

4

II. Justificación

Las industrias hoy en día necesitan volverse más competitivas, aprovechar sus

recursos al máximo, producir más con lo que se tiene y hacer valer su dinero. Uno de los

insumos más importantes de las industrias es la energía, algo que la mayoría de ellas no se

da cuenta. Su conservación durante el proceso es esencial, es decir utilizar la energía que se

introduce al proceso industrial al máximo, disminuyendo perdidas en el transcurso del

mismo. Haciendo uso eficiente de esta energía que se presenta en diversas formas:

mecánica, térmica y eléctrica.

Debido a las altas tasas de cobro por el uso de energía eléctrica por la gran

dependencia de la energía eléctrica producida a base de bunker, debido a los elevados

costos de producción, una ley energética mal elaborada al estar fuera de contexto y una

cultura que ignora formas que aprovechan y utilizan la energía, en un marco de ahorro. Es

justo y necesario realizar un proyecto que le ayude a las industrias a utilizar mejor sus

recursos, enseñándoles y descubriendo las fallas existentes.

Un ahorro en energía significa un ahorro tangible en los costos de operación, lo

que permitiría utilizar ese dinero en proyectos de eficiencia energética y en áreas que

necesitan optimización, como mejora en los procesos, capacitación del personal y mejor

utilización de la maquinaria existente. Este tipo de ahorro beneficiaría al Nuevo Carnic S.A

y al medio ambiente.

La capacidad de producción actual de “Su Matadero Amigo” es de 470 reces por

día, pero debido a la alta demanda del producto de calidad generado por esta empresa ha

llevado a la expansión de dicha capacidad. Esto involucra grandes inversiones para poseer

infraestructura de mayor dimensión, maquinaria, capacitaciones y eventualmente mayor

consumo de energía eléctrica y térmica. Por lo que es necesario hacer más eficiente el

proceso y ahorrar en cada lugar que sea posible, con la ayuda de las herramientas de

administración energética.

5

III. Objetivos

Con el fin de establecer dirección y definir el curso de mi investigación desarrollé

los siguientes objetivos

Objetivo General

El objetivo que enmarca todo el proceso de este estudio es el siguiente:

1. Analizar el impacto de la optimización de la eficiencia energética en el

sistema de producción del Nuevo Carnic S.A.

Objetivos Específicos

Desarrollado el objetivo general y cumplirlo es necesario detallarlo en la siguiente

manera:

1. Analizar el flujo y el uso de energía eléctrica y térmica en el proceso de

producción del Nuevo Carnic S.A.

2. Analizar las áreas de mayor consumo energético, tanto térmico como

eléctrico, en la producción del Nuevo Carnic.

3. Diagnosticar la producción de energía térmica y los medios utilizados para

su transporte en las instalaciones del matadero.

4. Determinar factores que generan mayor consumo de energía eléctrica y

térmica en la planta del Nuevo Carnic.

6

IV. Hipótesis Para este trabajo de grado establecí la siguiente hipótesis de investigación:

Ho: No existe un impacto de la optimización de la eficiencia energética en el

sistema de producción del Nuevo Carnic S.A.

H1: Existe un impacto de la optimización de la eficiencia energética en el sistema

de producción del Nuevo Carnic S.A.

V. Marco Teórico

Según el Programa del Medio Ambiente de las Naciones Unidas (UNEP) la

eficiencia energética son todos los cambios que resultan en un ahorro energético,

disminuyendo su consumo. Que pueden venir tanto de cambios técnicos como de una mejor

administración y organización de los individuos con impacto en el sector económico.

En términos físicos-matemáticos es el porcentaje de energía aprovechada en

trabajo útil, productivo, con respecto a la energía total suministrada a un proceso

determinado.

Para CARMAGEN Engineering, Inc. empresa reconocida en Europa de

consultoría energética, los estudios de eficiencia energética se realizan en tres puntos

primordiales.

En las consideraciones del proceso: recorrido de la energía en el proceso, su

generación y distribución, puntos críticos del proceso y oportunidades de integración

energética.

Así también en las prácticas de mantenimiento: sistemas de control y

programación de mantenimiento.

Por último en el diseño y tecnología: eliminar incrustaciones en las tuberías,

circuito cerrado del proceso y procesos de recuperación de calor.

7

Con el propósito de seguir comprendiendo los conceptos que son importantes

dentro de las auditorías energéticas y el desarrollo de programas de eficiencia energéticas

en las empresas es prudencial explicarlos de manera puntual para la comprensión adecuada

del presente trabajo.

Para el sistema térmico es relevante explicar que el propósito de este sistema es

generar vapor o agua caliente para satisfacer las necesidades de la empresa, en el caso del

Nuevo Carnic se utiliza vapor tanto para cocinar y producir harina de los restos de los reces

y para esterilización de equipos y salas. El agua caliente también cumple el propósito de

esterilización. Para convertir el agua en vapor es necesario utilizar cierta cantidad de

energía y va en aumento según los requerimientos de la temperatura del agua, esta energía

es transmitida con la ayuda de una caldera que dosifica la cantidad de energía de aire y

combustible para generar el calor requerido para realizar dicha transformación. Por lo que

las materias primas para generar calor son combustible y aire. Pero lo único que compra la

industria es el combustible, que por lo general lo que se adquiere es búnker, un combustible

residual del refinamiento, como es el caso de este matadero.

Los costos ascienden a medida que se requiere mayor cantidad de agua que

vaporizar o también cuando se administra mal el sistema, ya que se consume más búnker

para generar calor. Teniendo el conocimiento de la importancia de la compra de búnker es

necesario preocuparse por adquirir un combustible de buena calidad. Es por eso que existen

dos conceptos o propiedades relevantes dentro de un combustible: su poder calorífico y su

densidad.

El poder calorífico superior o High Heat Value (HHV) es la capacidad de generar

energía de un combustible por unidad de masa, por lo que se puede medir en BTU/lb, es

decir British Thermal Unit por libra, o Kcal/Kg que significa kilocalorías por kilogramo.

Este valor es el resultado de la energía que se obtiene en la quema de cada uno de los

elementos, como el carbono e hidrogeno, que posee el combustible. Lo que nos quiere decir

que el rendimiento de un combustible es dado por su masa y no por su volumen como se

explica en el siguiente concepto.

8

La densidad del combustible es una propiedad que se compara con la densidad del

agua a 60º F, como parámetro estándar, y el combustible estando a esa misma temperatura.

Esta densidad es medida en grados API, por American Petroleum Institute. Lo que implica

que la compra de un volumen determinado, como 5 mil galones cada tres días como en el

caso del Carnic, tiene que estar medido a una temperatura de 60 ºF para que el rendimiento

del combustible sea el deseado. Esto es debido a que la densidad de un objeto, es

dependiente de su volumen, pero el volumen a su vez es dependiente de la temperatura y la

presión, debido al fenómeno de la dilatación especialmente en líquidos y gases que está

planteada en la Ley de Charles y Gay – Lussac. Esta ley dice que a mayor temperatura,

mayor volumen con una presión constante. Por lo que si un combustible se encuentra a una

mayor temperatura su densidad no será la misma, sino que será menor y su volumen será

mayor por lo que al recibir el combustible es importante saber la temperatura porque si bien

entregan 5 mil galones a 90 ºF el rendimiento del combustible no será el esperado y la

compañía paga por un producto que posee faltantes. Por ejemplo nos sirven una sopa bien

caliente al medio día pero por estar caliente no la bebemos, la dejamos reposando en el

comedor, al cabo de una hora la misma sopa en la misma tasa se encuentra en un nivel más

bajo y pensamos que fue Ricitos de oro quién la tomó. Pero no es así el volumen disminuyó

junto con la disminución de temperatura. Es por eso que la contabilidad del combustible es

importante realizarla a esta temperatura o con un factor de corrección que proveen las

tablas API, que indican cual es la verdadera densidad de un combustible a cierta

temperatura. Esta estandarización se realiza tanto con el búnker recibido, como el existente

y el final luego del consumo, todo con el fin de administrar su rendimiento.

Otro factor importante en el rendimiento de la energía en el sistema térmico es la

eficiencia de la caldera. Ya explicado lo que es la eficiencia en los párrafos anteriores este

concepto es más fácil de digerir. Lo que se refiere es que cuánta energía de la suministrada

a la caldera, es absorbida por el agua para transformarla en vapor y llevarla a una

temperatura mayor. Aquí la importancia de saber cuál es la verdadera masa, a través de su

verdadero volumen y densidad el combustible, y su poder calorífico.

Esta energía producida por la caldera es muy valiosa por lo que es imprescindible

conservarla en su recorrido hasta su destino y utilizar la energía cuando sea posible.

9

En el sistema eléctrico es importante comprender dos conceptos básicos que

depende del suministro de energía eléctrica proveído a la industria. El voltaje es el trabajo

realizado por unidad de carga de un campo eléctrico para mover una partícula de un lugar a

otro.4 O de una forma más sencilla es la diferencia entre dos puntos de potencial eléctrico.

Se mide en voltios (V). La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga por unidad de

tiempo. Se mide en Amperes (A). Ambos conceptos multiplicados constituyen lo que se

conoce como Potencia Eléctrica, que no es más que la cantidad de energía absorbida por un

objeto por unidad de tiempo. La potencia eléctrica es lo que se cobra en el servicio de

energía eléctrica. La potencia se mide en Watts (W) que es la base de medida de energía

eléctrica y el resultado del producto de los Volts con los Amperes. Estás relaciones son los

resultados de la Ley de Ohm. Otra unidad de medida para la potencia eléctrica es el Horse

Power (HP) que equivale a 746 W.5

En las industrias los principales consumidores de energía eléctrica son los motores

que transforman la energía eléctrica en energía mecánica para realizar los trabajos pesados

de la industria. La principal área de consumo está conformada por los motores que se

utilizan para el sistema de refrigeración. El uso de motores y el resto de dispositivos que

requieren luz eléctrica conlleva a generar tres tipos de potencias. La potencia activa que es

toda la energía eléctrica que se convirtió en trabajo provechoso y se mide en Watts. La

potencia aparente o real que es toda la corriente que entra en el sistema, también es la

sumatoria de la potencia activa y reactiva y se mide en Voltamperio. La potencia reactiva

que está medida en Volt-Amperio Reactivo (VAR), es toda la energía generada por motores

inductivos, transformadores y solenoides.6 Conocer la distribución de las potencias es

importante ya que si se trabaja con ellas se puede saber el estado del sistema eléctrico, con

un elemento muy importante el Factor de Potencia.

El Factor de Potencia está determinado como la razón entre la potencia activa y la

potencia aparente. Un bajo factor de potencia indica que hay una carga inductiva muy alta

4 Sears, pág. 637

5 Tomado de: http://www.engineeringtoolbox.com/electrical-motor-horsepower-d_653.html

6 Tomado de: http://www.engineeringtoolbox.com/power-factor-electrical-motor-d_654.html

10

generado por los motores en su campo magnético que no posee ninguna función. Además

indica que el sistema no posee compensación para lidiar con esta elevada inductancia. Por

último es importante conocer el Factor de potencia ya que si es bajo, significa que la

industria no está utilizando de la mejor manera el servicio de energía eléctrica, por el gran

desperdicio de energía y segundo si es bajo afecta el voltaje de los motores causando daños

mecánicos a su funcionamiento.

El suministro de energía eléctrica juega un papel importante, ya que también de

este suministro depende un buen factor de potencia, preferiblemente arriba de .85 según la

Ley de la Industria Energética de Nicaragua. De éste depende la estabilidad de la corriente

y el voltaje, porque si no se tiene estabilidad en ambos, generan grandes daños en los

motores de las industrias. Lo primero es que debido a que un motor posee una potencia

establecida éste necesita balancear la corriente y el voltaje para alcanzar la potencia

requerida para cumplir su trabajo, por lo que si el voltaje es bajo el motor tendrá que

consumir más corriente infringiendo en mayores costos por uso de energía. Segundo, es el

aumento de la temperatura del motor, debido a la aparición de corrientes de secuencia

negativa en sus arrollados, una parte del motor. Estas corrientes, producirán un campo

electromagnético contrario al que impulsa el sentido de giro que posee el motor,

provocando una pérdida de la potencia relativa del motor y dicha pérdida se convertirá en

más calor y energía desperdiciada.7

Conociendo estos conceptos importantes a partir de la eficiencia y factores que

ayudan a determinar el buen uso de la energía tanto eléctrica como térmica, prosigo a

enunciar aquéllos estudios estrechamente relacionados con el presente trabajo.

En el campo de plan de ahorro energético de Nicaragua se han realizado múltiples

estudios y auditorías a nivel nacional, a nivel de la institución académica de la Universidad

Thomas More y a nivel interno de la empresa del Nuevo Carnic. El estudio nacional más

actualizado fue presentado por el Ingeniero Martín Ylescas en Santiago de Chile, en el mes

de septiembre del 2009 y con el título:”La eficiencia energética en Nicaragua”. El estudio

7 Adaptado por Ing. Francisco Mójica.

11

realiza un análisis de la situación energética actual, del marco legal de Nicaragua, los

resultados de las auditorías realizadas a una muestra de 30 empresas industriales y

comerciales y recomendaciones para las instituciones del gobierno para mejorar la

eficiencia energética del país. Como conclusión, el estudio presenta que las principales

soluciones dentro de las industrias para el ahorro energético son: el Cambio de Tarifa

Eléctrica, las mejoras en líneas de vapor, el reemplazo de motores, reubicación de equipos,

las mejoras en procesos productivos, la construcción de Biodigestores y desarrollar fondos

y proyectos de eficiencia eléctrica.

También en el estudio se presentan los rangos de ahorro que se pueden obtener a

partir de las recomendaciones y dan como resultado un ahorro anual entre el 3 al 22% de la

facturación eléctrica y entre el 8% al 19% de la facturación de combustible térmico.

Cómo principal recomendación el Ing. Ylescas propone fortalecer el marco legal

de eficiencia eléctrica, actualizándola y promulgando leyes que promuevan la eficiencia

eléctrica.

A nivel institucional de la Universidad Thomas More se encontraron dos estudios

estrechamente relacionados. El primero es “Energía eléctrica en la Granja Avícola Penjamo

– Santo Tomás Avícola La Estrella S.A” Uso actual – Efectos – Mejoras. Realizado por

Pacheco Benavidez en el 2008. El estudio encontró que los principales problemas de

desperdicio energético era debido a la falta de mantenimiento de los equipos,

específicamente los motores que su mantenimiento únicamente era correctivo y de baja

calidad. Al igual que en la fibra del techo en el cuarto frío que hacía que la radiación solar

penetrara, aumentando el esfuerzo de los aires acondicionados.

12

Dentro de sus recomendaciones se encontraban:

Realizar un plan de mantenimiento preventivo.

Realiza cambios en las balineras de los abanicos.

Utilizar medidas de protección a los paneles de enfriamiento.

Sustituir las luminarias por ahorrativas de 9w.

Estableces estándares de calidad en las reparaciones.

La implementación de estas recomendaciones generó ahorros significativos a largo

plazo, tanto del consumo energético como la reducción de gastos innecesarios dentro del

proceso por reparaciones correctivas.

El segundo estudio es “Impacto del Desarrollo e implementación futura de un

sistema de mantenimiento preventivo” desarrollado en el Matadero Central (MACESA).

Este tema es de real importancia debido a que como observamos en la definición y en los

estudios anteriores el mantenimiento preventivo causa un ahorro energético, como un

aspecto técnico, ya que hace que el equipo se encuentre en mejor estado y no se esfuerce

causando mayor consumo de energía.

El estudio demuestra que las partes más sensibles dentro del proceso son las de

refrigeración y el taller, detectando maquinarias importantes como la torre de enfriamiento,

el condensador y el Rendering.

Dentro de las recomendaciones del estudio se encuentra:

Revisar los manuales del fabricante para optimizar el uso de las

máquinas.

Reubicación de maquinaria para lograr mayor presión y conservación

de temperatura.

Realizar estudio de las propiedades del agua.

13

Con este estudio se permite reforzar que el ahorro energético es dependiente de las

buenas prácticas administrativas y una cultura organizada. Dando como conclusión que la

eficiencia energética es una práctica íntegra que involucra todos los aspectos de una

industria.

A nivel interno de la empresa del Nuevo Carnic se realizó un estudio llevado a

cabo por el Centro Nacional de Producción Más Limpia (CNPML) en el año 2007 que fue

presentado como una Maxi-Auditoría, dónde se muestran una evaluación de cuánta energía

es utilizada en cada función, procesos y su magnitud expuesta en consumo por año. Los del

consumo eléctrico revelan que el consumo promedio mensual de energía eléctrica es

438,958.33 Kwh/mes, lo que representa un costo de facturación de 66,117.08 $/mensuales.

Los consumos se presentan de la siguiente forma por cada área de la empresa:

Si se toma en cuenta que la sala de máquinas es la que controla la refrigeración se

suma un 66% sólo para el sector de refrigeración, siendo el mayor consumidor seguido por

la planta de Subproducto con un 11% y el tercer consumidor más grande que es el sistema

de agua constituido por las bombas.

Para la energía térmica los resultados indican un consumo mensual de 24,485

galones búnker/mes y con una demanda de vapor de 94,106.09 lbs/mes. Del agua utilizada

para los procesos sólo el 45.82% retorna a la caldera para ser reutilizada, es decir el

condensado y el resto que consta de 54.18% es agua de reposición. El consumo de vapor se

detalla en la Tabla No. 2

El mayor consumidor de vapor es el área de subproducto con 60.8%, ya que a esta

planta es la que se encarga de cocinar los residuos de la materia prima para fabricar harina

de sangre, carne y hueso y sebo para jabón.

14

VI. Metodología de la Investigación

Con el fin de establecer el marco metodológico del presente trabajo y una

estructura científica se plantearon las formas en que se demuestra la hipótesis del estudio.

La recolección de datos fue realizada como una Auditoria Menor, según el

Handbook of Energy Engeneering que requiere un nivel de inspección visual, determinar

mantenimiento y operaciones que pueden tener oportunidades de ahorro, sustentadas con

pruebas y medidas de pérdidas de energía.

Para los cálculos son necesarias facturas de energía eléctrica y compras de búnker

para saber los costos de operación y calcular los ahorros que se extrapolan a un año. El

principio es que toda la energía que entra en un proceso debe ser igual a la energía que sale.

Se debe de recorrer el proceso de producción en busca de estas oportunidades de mejora y

comprender el sistema y poder delimitarlo para un mejor estudio y comprensión.

Planteamiento y descripción de variables.

El Nuevo Carnic, S.A. es una industria mayor, descrita en su tarifa de cobro

eléctrica T-5D8, esta tarifa está descrita dentro del pliego tarifario dado por el INE, cada

industria escoge su tarifa según le sea favorable. Su facturación en energía, térmica y

eléctrica, es de unos 2.5 millones de dólares anuales, lo que la implementación de un

estudio de de eficiencia energética causaría un impacto considerable en los costos de

operación y haciéndola una empresa más competitiva y amigable con el medio ambiente.

Se procedió a cada una de las áreas de la industria en busca de las áreas más

importantes de consumo de energía eléctrica y térmica, que por los datos históricos y

estudios realizados el mayor consumidor de energía térmica es el área de Subproducto y en

la parte eléctrica es Sala de Máquinas junto con el sistema de refrigeración.

8 En el pliego tarifario publicado por el INE la tarifa T-5D es para mediana tensión y una industria mayor. Con

un cobro de demanda máximo y consumo de Kwh, no estacionario, es decir sin importar si es invierno o

verano.

15

Para detectar los factores que influyen en el buen manejo de la energía eléctrica se

recurrió a los conocimientos básicos adquiridos en la materia de Administración de la

energía y al “Manual de eficiencia energética para MYPES”. Este último está basado en

varios de años de estudios en esta rama por lo que ofrece tablas con pérdidas contables

según ciertos parámetros.

La conservación y el rendimiento de la Energía Térmica dependen de muchas

variables pero las más importantes, según la información adquirida en el curso mencionado

anteriormente impartido por el Ing. Francisco Mojica gran conocedor y altamente

experimentado en este campo, son las siguientes:

1. Calidad del combustible: Esto es medido según parámetros del American Petroleum

Institute (API) si tiene un buen poder calorífico que demuestre mejor rendimiento.

2. Eficiencia de la caldera: se refiere a cuánto es el porcentaje de calor absorbido por la

caldera de todo el calor suministrado.

3. Densidad del combustible: Si la recepción del combustible comprueba que el

volumen de combustible recibido son 5 mil galones a 60ºF con la estandarización

del API con el fin de obtener un buen rendimiento.

4. Tratamiento de agua: Si se le asigna tratamiento al agua que entra a la caldera y si el

resultado es agua de cero dureza, comprobados por los exámenes químicos

mensuales y si se encuentran de los parámetros aceptables.

5. Aislamiento de precalentadores, tuberías e intercambiadores de calor: se harán

mediciones de temperatura de las paredes externas, de la temperatura ambiente y de

las dimensiones de cada uno, para constatar si hay pérdidas significativas por falta

de aislamiento o mal aislamiento.

Para poder medir la administración de la energía eléctrica que abarca su consumo y

utilización es importante destacar las siguientes variables:

1. Calidad de recepción de energía: si hay cortes del suministro de energía eléctrica,

caída de corriente y voltaje.

16

2. Controladores de encendido y apagado: Si las luces están segmentados por cada

área de trabajo, para evitar tener luces encendidas innecesariamente. Lo mismo para

los equipos de consumo eléctrico.

3. Control de demanda máxima: Si se lleva registro de las horas picos de consumo, un

horario de encendido de equipos para disminuir la demanda máxima, que tiene

mayor costo por el arranque de los motores.

4. Factor de potencia: Se medirá con el coseno de la energía activa con la aparente, si

es lo suficientemente alto para no infringir en multas y no pagar demás por mala

utilización del arranque de motores.

5. Mantenimiento de dispositivos de refrigeración: si les dan mantenimientos a las

líneas de refrigerantes, amoniaco y desencarchado de serpentines en los

evaporadores.

6. Mantenimiento preventivo de los motores: si se les cambia las balineras y las bandas

cada período de horas trabajadas, para no forzar a las máquinas.

Para la medición de datos se utilizaron, termómetros, cintas métricas, medición de

caudales, voltímetro y amperímetros.

Planteamiento de modelos: eléctrica y térmica.

Algunos de los factores que influyen en las pérdidas monetarias y físicas de la

energía térmica son:

1. Eficiencia de la caldera: que se representa con la siguiente fórmula:

Eficiencia de = H1 = mw(hs-hw) 9

Caldera HHV*MC HHV*MC

Donde mw: la masa de agua suministrada por unidad de tiempo

hs: la entalpía del vapor de salida.

hw: la entalpía del agua suministrada a la caldera.

HHV: poder calorífico superior.

MC: masa de combustible suministrada por unidad de tiempo.

9 Ver Steam Power Stations, pág. 212

17

2. Aislamiento de tuberías de distribución, aislamiento de distribuidores, aislamiento

de pres calentadores e intercambiadores de calor: Los datos se insertarán en las

fórmulas termodinámicas de transferencia de calor para calcular las pérdidas:

Qper: U*MA*(Tsup – Tamb)*h10

Donde: U: coeficiente de transmisión de calor.

MA: es la masa, área o volumen del elemento.

Tsup: es la temperatura de la superficie del elemento.

Tamb: es la temperatura del medio ambiente.

Además de las fórmulas termodinámicas para calcular la transferencia de calor se

utilizarán tablas desarrolladas por los centros de producción más limpia que determinan las

pérdidas de energía por cada 10 metros de tuberías y la cantidad de vapor perdida según el

tamaño del orificio.

Luego de obtener estas pérdidas se calculará su equivalencia en masa de

combustible para saber cuánto son las pérdidas económicas por cada kg de búnker que se

desperdicia en el proceso, tal y como lo dice la siguiente fórmula:

MC = Qpérdidas

11

Ef.Cald.*HHV

Donde: MC: Masa de combustible

Qpérdidas: es toda la energía pérdida en BTU.

Ef. Cald: es la eficiencia de la caldera.

HHV: poder calorífico suministrado por unidad de tiempo.

Los factores que influyen en el consumo de energía eléctrica son:

3. Calidad de suministro de energía: si el voltaje es más bajo del que se necesita, los

usados son: 110 v, 240 v, 480 v.

4. Control de la demanda máxima: con el encendido de motores de manera escalonada

para evitar un pico de demanda máxima mayor. El arranque de los motores es el

10 Ver Ramírez, William pág. 78.

11 Adaptación Mójica, Francisco.

18

momento que más se consume el cuál puede ser hasta 5 veces mayor al consumo en

pleno trabajo. La forma utilizada está designada para motores trifásicos y se calcula

de la siguiente forma:

Pico de potencia de motor = 5*V*I*√3*F.P. e12

Donde: V es voltaje

I es amperaje o corriente

F.P. es el factor de potencia.

5. Factor de potencia: es el coseno del cociente de la potencia reactiva entre la potencia

aparente o total, se expresa de la siguiente manera:

F.P: Cos(P. reactiva/P. aparente) 13

Puede ser calculada a partir de los elementos dados por el medidor de la empresa y

comprobado con el mismo factor de potencia proveído por el sistema de control de

consumo eléctrico, en forma de reporte al estado de trabajo de la industria.

12 Tomada de http://www.engineeringtoolbox.com/three-phase-electrical-d_888.html

13 Tomada de http://www.engineeringtoolbox.com/power-factor-electrical-motor-d_654.html

19

VII. Recolección y Análisis de Datos El área de producción del Nuevo Carnic S.A. se encuentra distribuida en

cuatro áreas importantes:

Sala de Matanza: dónde se sacrifican las reces y se separan los subproductos para

ser procesados, como el cuero, vísceras, cascos y cornamenta. En este proceso la res

también se almacena en los chillers.

Sala de Deshuese: Al día siguiente las reces que han pasado en los chillers son

deshuesadas. La carne es empaquetada y almacenada en cuartos fríos para ser exportada o

distribuida localmente. Partes, como la médula y los huesos, son transportadas a otro sector

de la producción llamado SRM y la grasa son traslados a la planta de Subproducto.

SRM (Specific Risk Material): Este sector se encuentra fuera de la planta ya que

es material peligroso que puede traer enfermedades como la famosa “Vaca Loca”, que

habita en la médula. De los huesos con cuchillos especiales se extrae carne con 5 lb de

rendimiento por res, que es enviada de nuevo al Deshuese para ser utilizado en la carne

molida. Los huesos son enviados a Subproducto para ser procesados.

Planta de Subproducto: Esta área es la encargada de procesar todo aquello que se

piensa que es desecho como los huesos, sebo y sangre en harina de sangre, concentrado de

carne y hueso y sebo como materia prima para la creación del jabón. Para procesar estos

materiales es necesario cocinarlos en equipos de cocción denominados Cookers. Este sector

es el mayor consumidor de vapor, tal como lo expresado en el estudio presentado en el

Marco Teórico.

La Gerencia de Mantenimiento e Ingeniería es la que se encarga de administrar la

producción de vapor, que es la sección de las calderas y la generación de frío que es sala de

máquinas.

Sala de máquinas es el mayor consumidor de energía eléctrica ya que posee 10

compresores los más pequeños tienen un consumo 44.74 kw/h los de alta temperatura y los

de baja temperatura tienen un consumo hasta de 186 Kw/h. Según el sistema lo demande

todos estos equipos pueden estar trabajando al mismo tiempo para mantener la temperatura

20

deseada en los chillers, sala de Deshuese y los cuartos fríos. El horario de operación de

esta sección es de 24 horas por lo que es supervisado por dos técnicos en compresores.

En la sala de máquinas existen buenas prácticas tales como aislar las líneas de

amoníaco, que es el encargado de absorber el calor de las salas a las que es enviado, ya que

la producción de frío es más cara que la producción de calor así que preservar la baja

temperatura del gas es esencial para el ahorro. También se lleva registros de las

circunstancias en las que trabajan los equipos y el cambio de aceite para los compresores ya

está programado. Esta última característica es importante ya que el cambio de aceite es lo

que mantiene lubricado a los compresores evitando el daño de la máquina y es el principal

mantenimiento que requieren estos equipos.

Análisis del Sistema térmico

En la contraparte de temperatura se tiene la producción de vapor que se encuentra

en el área caldera. En esta sección se encuentran dos calderas, una de 350 HP y una de

400HP que se intercalan semanalmente para darle mantenimiento a la queda inactiva. Al

igual que en sala de máquinas aquí también se lleva control de la cantidad de combustible

consumido por caldera según la producción. La siguiente tabla presenta datos que fueron

recolectados en el tiempo que se desarrolló la investigación:

Tabla 1: Consumo Diario de Búnker

Caldera Fecha Galones búnker

galones/res Reces sacrificadas

horas trabajadas

350 01/07/2010 1153 2.45 470 23

350 02/07/2010 1166 2.48 470 24

350 03/07/2010 1275 2.71 469 23

400 05/07/2010 1253 3.07 408 21

400 06/07/2010 1068 3.68 290 19

350 09/07/2010 1052 2.24 470 23

350 10/07/2010 1154 2.56 451 21

350 12/07/2010 1187 2.54 467 23

350 13/07/2010 1026 2.76 372 18

350 14/07/2010 1225 2.80 437 20

400 15/07/2010 1099 2.95 373 19

21

400 16/07/2010 1268 2.70 469 23

400 17/07/2010 1404 2.99 469 23

400 20/07/2010 1210 2.89 418 20

400 21/07/2010 1204 2.56 470 24

400 22/07/2010 1250 2.67 469 23

350 23/07/2010 1217 2.59 470 24

400 24/07/2010 1163 2.47 470 23

350 26/07/2010 1213 2.59 469 22

350 27/07/2010 1118 3.10 361 18

350 28/07/2010 1096 2.74 400 18

350 29/07/2010 1253 2.70 464 22

Promedio 1184.272727 Promedio 21.54545455 Fuente: Bitácora de calderas, Nuevo Carnic S.A.

Esta información fue recolectada con la ayuda de los dos caldereros que se

encargan de velar por el buen funcionamiento de las calderas y de reportar cualquier falla

para su pronta reparación dentro del sistema de vapor. La tabla muestra el consumo de

búnker por día expresado en galones, las reces sacrificadas y el rendimiento por materia

prima, lo que demuestra que hay mejor distribución de la energía, producida a base del

derivado del petróleo, cuando se posee mayor cantidad de reces que procesar.

Las horas de funcionamiento de las calderas se encuentran en dependencia de la de

la planta de Subproducto que trabaja dos turnos y que se terminen de cocinar los residuos

para transformarlos en harina. El proceso de esta planta es tardado ya que cada cocinada

dura de 3 a 4 horas.

Con la información de esta tabla se obtienen valores importantes como el consumo

diario de búnker lo cual me facilitó el cálculo de la eficiencia de la caldera y las horas de

trabajo del sistema de energía térmica o sistema de vapor.

Los caldereros también llevan un control de las condiciones en las que trabajan las

calderas, que es presentado en la siguiente tabla:

22

Tabla 2: Especificaciones de Trabajo de Caldera

Especificaciones Caldera

350 HP 400 HP Temp. Búnker (ºC) 120 110

Presión Calentador Búnker (psi)

300 90

Presión quemador Búnker (psi)

300 20

Presión aire de combustión (psi)

200 20

Presión vapor de caldera (psi)

100 100

Presión bomba de agua 100 100

Temp. Chimenea (ºC) 170 200 - 295

Temp. Agua alimentación 55 65 Fuente: Bitácora de calderas, Nuevo Carnic S.A.

En esta tabla existe información elemental para obtener la eficiencia de las

calderas, tales como la presión de vapor de agua que es equivalente a 7 bar (101.54 psi)

que sumada a la presión atmosférica que es igual a 1 bar se obtiene la presión la absoluta

de 8 bar o 114 psia. Así como la temperatura de agua de alimentación. Al investigar porque

el agua de alimentación tiene una temperatura mucha mayor que la del ambiente, se obtuvo

el dato que las calderas poseen un sistema de retorno que proviene del área de Subproducto,

que es del 45% total del agua suministrada a la caldera. Esta es una excelente práctica ya

que se aprovecha la energía residual del sistema para gastar menos búnker para calentar el

agua a 150 ºC. Al realizar la medición de temperatura del agua de condensado fue de 90 ºC,

es decir 194 ºf por lo que ya no tenemos sólo la eficiencia de la caldera sino la eficiencia de

un sistema de vapor por lo que será pertinente calcular los dos para encontrar mejoras en el

sistema entero.

23

Los datos que son utilizados para obtener la eficiencia de la caldera provienen de

las tablas anteriores e información provista por la Gerencia de Mantenimiento, que son los

siguientes:

1. Una densidad de búnker de 0,97 kg/l, que con un consumo promedio diario en

galones permite pasarlo a litros, multiplicarlo por dicha densidad y luego por 2,2 lb

para tener la masa de combustible en libras y tener coherencia en las unidades de

medida. Esta densidad es válida sólo a una tempratura de 60 ºF, pero por efectos

prácticos del estudio es el único valor disponible que se tiene para este tipo de

búnker.

2. Un HHV de 18,617 Btu/lb, según las especificaciones de la compra de febrero, ya

que las hojas de especificaciones de búnker no se han vuelto a entregar desde ese

entonces. A como se explica en la metodología de este trabajo, esta cantidad

determina la eficiencia de los sistemas, ya que es la base para conocer la cantidad de

energía que puede ofrecer el combustible comprado por unidad de masa. Un

consumo de agua de 11,000 galones al día a 35 ºC ó 95 ºF, cuya densidad a esa

temperatura es de 8.28 lb/galones. Lo que nos facilita el cálculo de la masa de agua

que consume la caldera, que sería de 91,080 lb. Con la temperatura inicial se

obtiene la entalpía del agua de 63 Btu/lb.

3. 150 ºC ó 302 ºF es la temperatura del vapor a una presión de 8 bar, por lo que se

tiene una entalpía de 1195.7 Btu/lb. Según tabla del Handbook of Energy

Engineering para vapor sobrecalentado.14 Es importante reconocer que la

temperatura a esa presión debería ser 340 ºF. Este error puede ser causado a la mala

calibración de los equipos o a alguna falla en el sistema que hace que el vapor se

enfríe. En ambos casos el error es provocado por falta de mantenimiento a equipos.

14 Ver pág. 440 HOEE.

24

Cabe destacar que los Btu trabajan únicamente con la temperatura en unidades de

medida ºF y todos los valores son a base de un día de trabajo, que son los factores

utilizados. Al insertar estos valores en la ecuación planteada en la metodología se obtiene la

siguiente eficiencia:

Eficiencia de = H1 .= mw(hs-hw)

148357,647.90 Btu= 0.83327478

Caldera HHV*MC HHV*MC 178041,686.74

Btu

La eficiencia de la caldera para este tipo de combustible, búnker con bajo sulfuro

es aproximado al ideal de 88%, según los datos del Departamento de Energía de los Estados

Unidos de América (DOE), es decir que pueden existir mejoras para optimizar esta

eficiencia. Al estar cerca de la caldera se comprobó que tenía mal aislamiento en la tapa

delantera y trasera. Con la medición realizada la temperatura de la superficie es 212 ºF. Por

lo que se necesita reparar dicha situación. Pero a pesar de este inconveniente posee una

buena eficiencia la cual debe ser aprovechada de la mejor manera por el resto del sistema.

Para la obtención de la eficiencia de la caldera se utilizarán los mismos datos, a

excepción de dos valores, la masa de agua (mw) y la entalpía del agua (hw). Ya que ahora

el agua que entra a la caldera se encuentra combinada con agua de maquillaje y agua del

condensado. Al saber que la masa de agua que retorna es el 45% del agua total suministrada

a la caldera y a una temperatura de 90 ºC, se necesita calcular cuál es la masa de agua que

el sistema de vapor le provee a la caldera. Que sería la sumatoria de las dos cantidades de

agua multiplicando su temperatura igual a la masa total con una temperatura ponderada

según la masa de estos factores de agua.

Eficiencia de = H1 .= mw(hs-hw)=

144407,844.9 Btu= 0.81109007

Sistema HHV*MC HHV*MC 178041,686.74

Btu

25

La eficiencia del sistema es realmente buena, aunque la eficiencia de la caldera no

se conserva, pero sigue siendo alta. Las principales causas observadas por la cual no se

conserva la eficiencia de la caldera, es por la falta de aislamiento de equipos, tuberías y

fugas de vapor en el sistema. Los cuáles serán analizados a continuación.

En la siguiente tabla se muestran aquellos receptáculos en el sistema de vapor que

se encuentran sin aislamiento y que superan la temperatura ambiente, lo que es razón

suficiente para un plan de aislamiento.

Tabla 3: Pérdidas de Calor en Receptores del Sistema Térmico

Receptores Dimensiones U

(Btu/h*ft2*ºF)

Temp. Externa

(ºF)

Temp. amb (ºF)

Horas trabajo

Pérdidas de calor

(BTU/día) Largo (ft)

Profund. (ft)

Alto (ft)

Radio (ft)

Manifold afuera de subproducto 8.14 0.98 9.82 280 95 21.54 2207167.8

5

Manifold dentro de subproducto 5.41 0.82 9.82 211 95 21.54 788223.14

3

Receptor de condensado 12.14 1.15 9.82 197 95 21.54 2068334.7

2

Precalentador de búnker 1 3.94 1.97 1.97 39.26 195 95 21.54 3276860.9

1

Precalentador de búnker 2 3.94 1.97 1.97 39.26 195 95 21.54 3276860.9

1

Tanque agua caliente 1 4.00 2.62 39.26 192 95 10 1648323.3

1

Tanque agua caliente 2 5.41 2.62 39.26 192 95 10 1648323.3

1

Fuente: Elaboración propia.

Total (MBTU

/día)

14.9140942

Galones

Búnker/día

119.494741

Costo anual

($)

85291.

8197

Para realizar el cálculo de las pérdidas se utilizó la fórmula que se planteó en la

metodología, que se obtiene el área, el coeficiente de conducción térmica, la diferencia de

26

temperaturas y las horas de trabajo. Para los manifold y el receptor de condensado, su

coeficiente de transmisión térmica (U) es más bajo que el resto debido a que en primer

lugar fueron comprados y estos equipos están hechos de acero inoxidable, por lo que el

resto fue fabricado en la planta, pero fueron hechos de hierro, el cual posee un alto

coeficiente d transmisión térmica, lo que significa que transfiere fácilmente mayor cantidad

de energía al ambiente. El costo anual de las pérdidas fue calculado con el equivalente de la

masa de combustible, llevado a su volumen en galones y su costo en la última compra de

búnker que fue 2.04$/galón. El resultado de pérdidas equivale a un monto de $85,291.82, lo

que es realmente significativo.

Tabla 4: Pérdidas de Calor en Receptores del Sistema Térmico con coeficiente de transferencia de calor

más bajo

Receptores

Dimensiones U (Btu/h*ft2*ºF

)

Temp. Externa (ºF)

Temp. amb (ºF)

Horas trabajo

Pérdidas de calor

(BTU/día) Largo (ft)

Prof (ft)

Alto (ft)

Radio (ft)

Manifold afuera de subproducto 8.14 0.00 0.00 0.98 9.82 280 95 21.54 2207167.85

Manifold dentro de subproducto 5.41 0.00 0.00 0.82 9.82 211 95 21.54 788223.14

Receptor de condensado 12.14 0.00 0.00 1.15 9.82 197 95 21.54 2068334.72

Precalentador de búnker 1 3.94 1.97 1.97 0.00 9.82 195 95 21.54 819632.56

Precalentador de búnker 2 3.94 1.97 1.97 0.00 9.82 195 95 21.54 819632.56

Tanque agua caliente 1 0.00 0.00 4.00 2.62 9.82 192 95 10 412290.75

Tanque agua caliente 2 0.00 0.00 5.41 2.62 9.82 192 95 10 412290.75

Fuente: Elaboración Propia Total (MBTU/día)

7.52757233

Ahorro ($) 42242.5848 En esta tabla 4 se muestra las pérdidas de calor por esta transferencia al medio

ambiente su costo anual y la posibilidad de ahorrar sólo cambiando el material de hierro a

acero inoxidable. Al construir estos receptores no pensaron en las propiedades

termodinámicas del hierro, lo cual hoy en día sale muy costoso. Tal como lo dice el

obstáculo de los sistemas: “Los problemas de hoy son las soluciones de ayer”. Pero

27

porcentaje de ahorro puede aumentar considerablemente hasta un 90% para estos receptores

si se lograrán aislar para reducir las pérdidas al mínimo.

En este sistema térmico también las tuberías se encuentran descubiertas por lo

tanto sigue habiendo pérdidas de energía desde que el vapor sale de la caldera hasta su

destino lo que significa desperdicio de búnker. La siguiente tabla muestra las mediciones

realizadas para cada una de las tuberías, según su diámetro y longitud desde la caldera hasta

el lugar donde se necesita la energía.

Tabla 5: Pérdidas de energía en tubería de Caldera a Subproducto

MBTU/año Unidades de Medida Diámetros

317,7099926 pérdida por 10m/año

6 pulgadas 508,3359882 pérdida por 16m/año

227,7549295 pérdidas por 10m/año

4 pulgadas 409,9588732 pérdidas por 18m/año


2 pulgadas 836,696653 pérdidas por 65m/año


1,5 pulgadas 123,1292391 pérdidas por 12m/año

1878,12 Pérdida Total/año


Para calcular las pérdidas de esta tubería se utilizó la tabla No.3 del Anexo, la que

muestra un factor de pérdidas anuales en Mbtu o millones de BTU al año por cada 10m de

tubería. Debido a que no se poseía una presión exacta para el utilizado en la industria, se

realizó una interpolación para obtener un valor aproximado al real. Al hacer eso con los

distintos diámetros de las tuberías se multiplica por su longitud respectiva y se hace una

sumatoria para obtener el total de pérdidas de esta área. El resultado es de de 1,878.72

MBTU al año. La siguiente tabla muestra el proceso de conversión de esa energía hasta su

valor monetario dólares anuales que se desperdician.

28

Tabla 6: Conversión de energía perdida en tubería de Subproducto hasta su valor monetario

121544,61 Lb de Bunker/año

53590,13 lt de Bunker/año

14158,55 gal de Bunker/año

28317,11 $/año Fuente: Elaboración propia.

Tal como se expresa el modelo de la variable de la masa de combustible

desperdiciada, expuesto en el planteamiento de modelos, se inserta el valor obtenido en la

tabla anterior, con los otros datos ya conocidos y se obtiene la masa de combustible

equivalente y luego con la densidad y el cambio de unidad de libra a kilogramo se obtiene

el volumen del combustible que se traslada al volumen con el cual se tiene fijado el precio

que es galón resultando $28,317.11 al año. Una cifra realmente impactante. La cual se

puede evitar con un proyecto de aislamiento, dicho proyecto será expuesto dentro de la

sección de Proyecto de Eficiencia Energética. Este monto se suma al resto de pérdidas

térmicas encontradas por la falta de aislamiento.

La otra sección que se encuentra al descubierta de tubería es aquélla que va desde

la caldera hasta el área de Deshuese y Matanza. Esta tubería posee dos tubos de dos

pulgadas, uno de vapor y otro de agua caliente. Para efectos prácticos sólo fueron

contabilizados los desperdicios de la tubería de vapor. Los cuáles se exponen en la

siguiente tabla.

Tabla 7: Pérdidas de energía en tubería de Caldera a Deshuese y Matanza

MBTU/año Unidades de Medida Diámetros

128,752562 pérdidas por 10 m/año

2 pulgadas 1377,65 pérdidas por 107 m/año Fuente: Elaboración propia.

Las pérdidas anuales de esta tubería de 107 metros ascienden a los 1,377.65

MBTU/año. Fue obtenido con el mismo procedimiento que fue expuesto para la tabla

anterior. En la tabla que está expuesta a continuación se visualiza el mismo procedimiento

que fue utilizado para obtener el valor monetario de las pérdidas tanto de los receptores

29

desaislados y la tubería del área de Subproducto que se encuentra en las mismas

condiciones.

Tabla 8: Conversión de energía perdida en tubería de Deshuese y Matanza hasta su valor monetario

89156,26 Lb de Bunker/año

39309,81 lt de Bunker/año

10385,68 gal de Bunker/año

20771,36 $/año Fuente: Elaboración propia.

El resultado monetario del desperdicio de energía térmica que se traduce en búnker

que se utilizó para generar calor que se desaprovechó en el sistema por una mala

administración, llega a los $20,771,36 dólares/anuales. Lo que significa que gran parte de la

ineficiencia del sistema se debe a no utilizar aislamiento para conservar la energía.

Otro factor que causa que la eficiencia del sistema no sea mejor es la falta de

control de fugas. En el recorrido sólo se detectaron 3 fugas pequeñas en la parte de

subproducto, pero probablemente deben de haber más.

Tabla 9: Pérdidas de energía por fugas en tuberías

Cálculo de pérdidas en términos de energía térmica por fugas en tuberías

Ubicación fuga

Presión

(psi)

Tamaño orificio

Pérdidas de vapor (lb/ho

ra)

Temp.

vapor (ºf)

Entalpía

fuga (Btu/l

b)

Entalpía

agua entra

da (Btu/l

b)

Pérdidas

(Btu/hora)

Masa de combust

ible (Lb/hora

)

Costo ($/h)

Horas trabajadas al año

Pérdida anual ($)

Tub.manifold interno

101.52 1/6 15 237 1160 63 16455 1.06

0.26 7760 2082.79

Tub. manifold interno

101.52 1/6 15 237 1160 63 16455 1.06

0.26 7760 2082.79

Tub. manifold externo

101.52 1/6 15 258 1172 63 16635 1.08

0.276 7760 2105.58

Fuente: Elaboración propia. Total $ 6,271.18

Los cálculos están basados en la Tabla No.4 de anexos, tal como se describió en la

metodología. Unos pequeños orificios, resultan en grandes escapes de dinero al año. Esto es

30

debido a la falta de mantenimiento de las tuberías y la falta de aislamiento, ya que el

aislamiento no sólo previene la pérdida de calor sino que asegura el tubo y al personal. Es

importante mencionar que estos costos sólo hacen referencia a las pérdidas por calor en el

vapor, no toma en cuenta los valores agregados de bombeo de esa cantidad de agua y del

costo del agua en sí.

Análisis del Sistema Eléctrico

Para la parte eléctrica o sistema eléctrico se realizó una medición de consumo o

levantamiento de carga de la sala de Deshuese, con el fin de establecer su consumo y cuál

es el consumo máximo en el momento del arranque. Fue realizado en forma de muestreo,

ya que se puede demostrar que una sala pequeña, de bajo consumo eléctrico se puede hacer

mejorías y que extrapolarlo al resto de la industria puede causar inmensos ahorros.

El resultado del levantamiento de carga es presentado en la siguiente tabla, donde

se detalla el equipo, su amperaje, voltaje y el factor de potencia que posee la empresa.

Tabla 10: Levantamiento de carga del área de Deshuese

Amperaje Voltaje Motor

trifásico Factor poten

cia

Consumo

(Kw)

Pico de arranque (Kw)

Equipo L1 L2 L3 Mín L12 L13 L23 Máx √3

Inyectora 1 4.3 3.7 3.1 3.1 467 465 463 467 1.73 0.878 2.20 10.99

Inyectora 2 6.5 6.5 6 6 467 465 463 467 1.73 0.878 4.26 21.28

Maq. Vacío 3500 23.8 22.2 21.3 21.3 467 465 463 467 1.73 0.878 15.11 75.55

Tanque 1 7.8 7.4 7.5 7.4 462 463 460 463 1.73 0.878 5.20 26.02

Tanque 2 7.3 7.2 7 7 462 463 460 463 1.73 0.878 4.92 24.61

Tanque 3 7.3 7.2 7 7 462 463 460 463 1.73 0.878 4.92 24.61

Compresor 1 34.6 29.6 31 29.6 467 465 463 467 1.73 0.878 21.00 104.98

Selladora Kaser 17.6 21.8 17 17 467 465 463 467 1.73 0.878 12.06 60.29

Tombler 3.7 3.5 3.1 3.1 467 465 463 467 1.73 0.878 2.20 10.99

Molino de carne 15.5 12.8 14.4 12.8 231 221 227 231 1.73 0.878 4.49 22.46

Embutidora 5.6 6.1 5.5 5.5 231 221 227 231 1.73 0.878 1.93 9.65

Sierra biro 1 4.4 3.1 5.4 3.1 231 221 227 231 1.73 0.878 1.09 5.44

Sierra biro 2 4.4 3.1 5.4 3.1 231 221 227 231 1.73 0.878 1.09 5.44

Túnel 1.8 1.9 1.8 1.8 231 221 227 231 1.73 0.878 0.63 3.16

Maq. Vacío 1 23 20.8 23 20.8 231 221 227 231 1.73 0.878 7.30 36.49

Maq. Vacío 2 17.9 19.9 18.8 17.9 231 221 227 231 1.73 0.878 6.28 31.40

Maq. Vacío 3 19.6 19.9 18 18 231 221 227 231 1.73 0.878 6.32 31.58

31

Maq. Vacío 4 17.9 21.1 18.8 17.9 231 221 227 231 1.73 0.878 6.28 31.40

Fuente: Recolección y procesamiento de datos propios.

Las referencias de L1, L2, L3 en el amperaje y sus combinaciones en el voltaje son

las líneas de las fases de los motores trifásicos. El factor de la raíz de 3, es un factor

utilizado para el cálculo de la potencia de motores trifásicos.

Los primeros detalles que se notan es el hecho que el voltaje de estos equipos está

por debajo del que deberían de estar de 480 voltios y 240 voltios lo que produce mayor

consumo de amperaje, según la ley de Ohm. Ya que los equipos están diseñados para tener

una única potencia, si tienen falta de voltaje necesitan consumir más corriente, que

eventualmente se mira reflejado en la factura, tal como se explica en el marco teórico.

Uno de los factores más importantes el sector eléctrico es el factor de potencia,

según la Ley de Industria Energética 272, establece que el factor de potencia mínimo debe

ser de 0,85 si es más bajo incurrirá en multas. Esto es una reacción al hecho de que si es

más bajo que ese factor demuestra que la compañía no puede administrar correctamente la

energía eléctrica y la desperdicia.

En el período de estudio y con datos recibidos posteriormente se realizó una tabla

con los factores de potencia registrados, que es la siguiente:

Tabla 11: Factores de potencia observados en período de estudio

Fecha Factor de potencia Registrado

13-jul-10 0.9

22-jul-10 0.85

30-jul-10 0.87

12-ago-10 0.9

01-sep-10 0.87

Promedio 0.878


El promedio obtenido de estas mediciones es el que se utiliza en los cálculos de

potencia de la sala de Deshuese. Para analizar mejor estos datos se construyó una gráfica

para una mejor interpretación.

32

Fuente: Elaboración propia basada en mediciones.

Con la ayuda del gráfico se puede interpretar que el factor de potencia tiene

variaciones en el tiempo, una de ella fue fatal para el 20 de julio, ya que tocó el límite

permitido, que es negativo en el sentido económico y para la maquinaria que funciona

diariamente. Lo ideal sería que el factor de potencia siempre estuviera en .90, ya que de

esta manera se protegen los equipos y la factura eléctrica. El causante de esta variación fue

el desperfecto del equipo de compensación o capacitores de la empresa, por lo que se

recomienda especial atención a este equipo y tener un sistema listo para suplir.

Al estar en el proceso de levantamiento se realizó entrevistas al personal para

saber el horario de encendido de los equipos, no es de manera escalonada tal como lo

recomienda el control de demanda máxima, la mayoría se enciende al mismo tiempo, lo que

significa un pico de consumo muy alto.

En el proceso de empaquetado al vacío se cuenta con 4 máquinas empaquetadoras

que son encendidas al mismo tiempo. Utilizando la información de la tabla 6 de los

arranques de cada equipo, en su consumo, se procede a demostrar la diferencia que existe

entre encender 4 motores al mismo tiempo o escalonada. La siguiente tabla muestra la

diferencia:

Gráfico 1: Factores de potencia registrados en el período de estudio.

33

Tabla 12: Arranque de motores escalonados VS. Al mismo tiempo

Fuente:Elaboración propia

Esta tabla presenta los picos de demanda máxima de cada equipo, si se

encendieran de manera escalonada el pico de demanda registrado sería el mayor, que es el

de la máquina al vacío 1, pero al ponerlos en marcha todos juntos, es la suma de todos esos

picos, dando el total mostrado en todos juntos. Al restar la diferencia de potencia y

multiplicarlo por el cobro de cada Kw tenemos un ahorro 1,544.37 dólares. Debido a que

sólo es registrado una vez al mes el pico de demanda, dónde queda grabado el pico más alto

de toda la industria, este ahorro sería mensual. Anual el ahorro sería de 18,532 dólares si se

implementa esta práctica.

El ahorro presentado sería exponencial al implementarlo en sala de máquinas, que

posee motores gigantes y que trabajan al mismo tiempo según la demanda de frío. Pero el

ahorro anual según la diferencia de porcentaje presentado en la tabla No. 1 de Anexos, nos

puede dar una idea de que el ahorro puede ser 16 veces más alrededor del año.

Pico de arranque (Kw)

Máquina 1X1 Todos juntos

Maq. Vacío 1 36.4910146 130.8764272

Maq. Vacío 2 31.403325

Maq. Vacío 3 31.5787626

Maq. Vacío 4 31.403325

Diferencia de Potencia 94.3854127

Cobro por Kw de demanda máxima ($/Kw)

16.3623751

Posible ahorro ($) 1544.36953

34

Gráfico 2: Picos de arranque de Demanda Máxima

Fuente: Elaboración Propia

El gráfico muestra la diferencia que existe entre el arranque de los 4 motores al

mismo tiempo y el encendido escalonado. La diferencia es abismal entre estas dos

situaciones. En el medidor de la industria así trabaja cada 15 minutos se graba el pico de

demanda más alto y el mayor de todo el mes es el que se cobra a la empresa. En rojo se

muestra que es lo que pasa al encender los motores al mismo tiempo y en azul de manera

escalonada.

VIII. Proyecto de Eficiencia Energética. Aislar tuberías y receptores de vapor es uno de los proyectos que son más

rentables dentro de la eficiencia energética. Esta sección fue creada con el fin de mostrar

los grandes beneficios económicos que se posee al aplicar las buenas prácticas de la

administración energética

Es importante reconocer que la inversión en un sistema de aislamiento es

extremadamente rentable por lo que se decidió crear dos escenarios económicos con

diferentes porcentajes de conservación de energía por aislamiento. El ejemplo a utilizar es

el aislamiento de la tubería de Subproducto, cuyas pérdidas de calor se encuentran

detalladas anteriormente. El presupuesto para el aislamiento fue dado por la compañía

35

RETECSA, que es especialista en temas de aislamiento. Con un costo de $14,612. El

material a utilizar es de fibra de vidrio.

Tabla 13: Escenario de rentabilidad con un aislamiento que conserva 60% de calor

Con un 60% de ahorro de energía por aislamiento de tuberías

Tasa de Corte 25% $ 16.990,26

AÑOS

0 1 2 3 4 5

$ -14.612,00 $ 16.990,26 $ 16.990,26 $ 16.990,26 $ 16.990,26 $ 16.990,26

VAN $ 31.079,58

TIR 113,67% Fuente: Elaboración propia

De los 28 mil dólares en pérdidas de calor en esta tubería el aislamiento sólo cubre

el 60% de esas pérdidas, por lo que el flujo de caja en 5 años que fue realizada esta

proyección obtiene este valor constante al paso de los años. Tomando en cuenta la

inversión inicial que se requiere para el proyecto de aislamiento de esta tubería se obtiene

un Valor Actual Neto (VAN) de $ 31.079,58, que es el valor actual del dinero acumulado

en los 5 años futuros que es más que el doble de la inversión inicial requerida que algo

extraordinario ya que este valor se considera bueno cuando supera al 0. Y se obtiene una

Tasa Interna de Retorno (TIR) de 113,67% que es mayor a la tasa de corte de la empresa de

25%, que simboliza el interés de oportunidad de la empresa en otras inversiones o la cartera

conjunta, lo que hace este proyecto rentable y cuyos fondos pueden ser solicitados para la

inmediata aplicación. La inversión inicial se recuperará antes de finalizar el primer año. La

siguiente tabla expone el siguiente escenario en el cuál el aislamiento es de excelente

calidad y ensamblado de la mejor manera llegando a una conservación del 90% de energía.

36

Tabla 14: Escenario de rentabilidad con un aislamiento que conserva el 90% de calor

Con un 90% de ahorro de energía por aislamiento de tuberías

Tasa de Corte 25% $

25.485,40

AÑOS

0 1 2 3 4 5

$ -14.612,00 $ 25.485,40 $

25.485,40 $

25.485,40 $

25.485,40 $

25.485,40

VAN $ 53.925,37

TIR 173,27% Fuente: Elaboración propia.

Cuando el escenario de 60% de conservación de energía es rentable, este escenario

se vuelve demasiado atractivo pero este escenario es el más probable debido a que todos los

aislantes de hoy en día tienen el parámetro de conservar hasta el 90% de energía sobre el

sistema que se aísla. Los factores que miden la rentabilidad en este caso demuestran una

característica prominentemente de perfecta rentabilidad, por lo que es necesario realizar

este proyecto lo antes posibles y la parte financiera de la industria puede estar segura que

será una gran inversión que los beneficiará a partir del sexto mes de su implementación ya

que a partir d ese mes se gozarán las ganancias.

37

IX. Conclusiones

Existen buenas prácticas en la administración de la energía en el Sistema de

Producción del Nuevo Carnic, tales como llevar el control de los parámetros de trabajo de

los equipos sobre todo de la caldera y el equipo de refrigeración y el aislamiento de las

tuberías de refrigeración. Así como utilizar agua con residuos de calor, es decir de

condensado de retorno para la caldera. Pero existen deficiencias serias que causan mayor

consumo del necesario ya sea en energía térmica y eléctrica.

En energía térmica el principal problema es la falta de aislamiento tanto de la

caldera como del sistema de vapor, que incluye tuberías y receptores de vapor. Agregado

que por la falta de mantenimiento preventivo existen fugas en las tuberías que generan no

sólo pérdidas de calor importante, sino agua que tuvo un costo de bombeo y que vale por sí

misma. Los costos totales por una mala administración de energía térmica ascienden a

$140,518.47 dólares anuales. Pero de los cuales se pueden ahorrar $127,080.52 si el sistema

de vapor es aislado de manera correcta, lo que equivale a un ahorro de un 90% anual.

En el tema de energía eléctrica el principal obstáculo para la eficiencia es el bajo

voltaje y falta de conocimiento del control de demanda máxima. El bajo voltaje crea un

gran daño a los motores disminuyendo su vida útil y consumiendo más energía de la

necesaria. La falta de control de demanda máxima hace que los picos de potencia máxima

sean muchísimos más elevados de los necesarios debido al encendido de varios motores

simultáneos, lo que se pudo comprobar en una de las áreas de consumo energético como es

el área de Deshuese, donde todos los equipos son encendidos al mismo tiempo causando un

exceso en la demanda y por lo tanto un cobro mucho mayor que puede ser ahorrado. Dicha

potencia máxima innecesaria hace que se cobren $105,136.86, que es el resultante de toda

esta área mencionada. Esto sólo nos da un indicio ya a que el área que consume mayor

energía eléctrica es el área de Sala de máquinas y existen motores con potencias más

grandes que las que se encuentran en esta localidad.

38

El impacto de la optimización de la eficiencia energética, son los ahorros

producidos en la factura de energía eléctrica y en la compra de búnker, que en conjunto

llegan a un total de ahorro de $232,117.35 dólares anuales. Si se aplican las

recomendaciones y las técnicas presentadas en este trabajo se podrá alcanzar esta cantidad

prometedora para una mejor inversión en la industria del Carnic. Este ahorro hace que los

costos de operación de la empresa también disminuyen, lo que aumenta las utilidades. Con

lo que se prueba la hipótesis de dicha tesis, que existe un impacto en el sistema de

producción de la industria.

El impacto de la optimización de la eficiencia energética va más allá del plano

económico, entran al campo de la ergonomía laboral, ya que al aislar el sistema térmico la

temperatura de las áreas de trabajo disminuye considerablemente obteniendo un ambiente

más agradable de trabajo. También en el área de seguridad del empleado, ya que al aislar

también se protege al trabajador de quemaduras o fugas de vapor repentina en las tuberías,

el mantenimiento y corrección del voltaje previene la explosión o corto circuito dentro del

sistema eléctrico protegiendo a toda la población trabajadora. Lo más importante es que se

constituye una empresa organizada, que planifica y que siempre está dispuesta al cambio y

a la vanguardia de nuevos conocimientos y tecnologías que ayudan a la industria a volverse

más competitiva.

39

X. Recomendaciones Debido a las situaciones planteadas se desarrollaron las siguientes

recomendaciones:

1. Establecer un sistema de rendimiento del combustible en masa: Si la recepción del

combustible comprueba que el volumen de combustible recibido son 5 mil galones

a 60ºF con la estandarización del API con el fin de obtener un buen rendimiento.

Tal como fue explicado en el marco teórico de este trabajo. Para ayudar a

comprender esta metodología se diseñó un gráfico, que se encuentra en los anexos

bajo el nombre de gráfico No.3: Control de consumo de búnker. que brinda una

explicación clara de lo que se pretende con esta recomendación, con el fin de tener

un buen control sobre el combustible que se consume

2. Mantenimiento mensual de las trampas de vapor de los 4 Cookers. para evitar fugas

que contaminen el agua de retorno que se dirige a la caldera.

3. Realizar una recepción de búnker con medidas de seguridad y control, mejor

conocido como bunkering, ya que no se poseen instrumentos de seguridad como

arena y no hay una supervisión de la recepción de este material.

4. Mejorar el voltaje proveniente de los transformadores. Revisar las conexiones

semanalmente para asegurarse que el diferencial de potencia se encuentre en el

estado necesario para proveer energía de calidad a la industria.

5. Realizar un encendido de motores programados para evitar la demanda máxima

excesiva. Es la principal recomendación en el sistema eléctrico, ya que la potencia

de demanda máxima es el valor que tiene mayor cobro en la factura eléctrica. Se

sugiere realizar el encendido conforme el proceso de producción.

6. Convertirse en gran consumidor, para comprar energía más barata. Lo que significa

que ante la Ley 272, un gran consumidor es aquél que prueba su alto consumo de

energía eléctrica y solicita comprar el servicio de energía eléctrica directamente del

proveedor sin necesidad de distribuidores. En el caso del Carnic se posee esta

facilidad ya que la planta Tipitapa Power se encuentra cerca de las instalaciones y

los ahorros en esta acción son considerables.

7. Agilizar el proyecto de construcción del biodigestor, para empezar a consumir

energía renovable y más barata. El biodigestor es alimentado con el excremento de

40

las reces que queda acumulado en los corrales y que es extraído de las vísceras en la

sección de matanza. Se posee alta cantidad de este material lo que en estado de

fermentación produce altas cantidades de metano que es un combustible natural y

puede ser utilizado en diversas áreas de la industria, como en la cocina, en el

encendido de caldera y si la producción de este gas se llega a estabilizar es posible

utilizarlo para la producción de vapor lo que significaría un gran alivio en la factura

térmica.

8. Implementar un sistema de mantenimiento preventivo para los motores, tuberías y

restos de equipos en los sistemas eléctrico y térmico. Este proceso está empezando a

germinar en el Nuevo Carnic, pero es necesario darle un mayor impulso y

concretarlo ya que el mantenimiento preventivo de todas las instalaciones generan

ahorros tanto a corto como largo plazo para la industria.

9. Realizar charlas educaciones para todo el personal de la empresa. Esta labor tiene

que ser impulsada por la Gerencia de Gestión Ambiental, con el fin de que todos los

trabajadores conozcan la importancia del ahorro energético y como pueden ayudar a

la empresa a que se torne más amigable con el ambiente y más eficiente con sus

recursos.

10. Realizar reuniones de retroalimentación y de lluvia de ideas tanto de manera vertical

con los equipos de trabajo como de manera horizontal entre las áreas de

mantenimiento y producción para obtener posibles soluciones o mejoras dentro de

los procesos que conlleven a ahorros en diversas partes de la industria.

11. Agregar dispositivos de control en la tubería de vapor, como termómetros y

barómetros para tener un mejor indicador del trabajo realizado. Esto va ligado a

una constante calibración de los equipos ya instalados para obtener indicadores

correctos y lo que es de extrema importancia una mejor medida de eficiencia.

También es necesario la compra de un flujómetro para un mejor control del uso del

agua.

41

XI. Anexos Gráfico 1: Consumo final de energía por sector.

Fuente: Martin Ylescas.

Tabla No. 1: Consumo de energía eléctrica Nuevo Carnic.

Área Consumo Área Consumo

Sala de Máquinas 49% Sala de Deshuese 3%

Refrigeración 17% Sala de Matanza 1%

Subproducto 11% SRM 0.1%

Caldera 4% Aire Acondicionado 3%

Sistema de agua 6% Iluminación 2%

Aire comprimido 2% Computación y otros 1.9%

Fuente: CNPML estudio realizado al Nuevo Carnic

Tabla No.2: Consumo de energía térmica Nuevo Carnic.

Área Consumo Área Consumo

Cooker I 15.36% Agua Caliente 18.96%

Cooker II 15.36% Almacén de Sebo 14.38%

Cocción de vísceras 1.81% Tina cocción cachos 2.08%

Lavado de patas 6.07% Cocción de bilis 0.9%

Lavadora de 2.22% Tanque lava sebo 2.52%

42

mondongos

Túnel 0.46% Calentamiento

Búnker

2.69%

Cocción Patas 1.98% Cooker III 15.36%

Fuente: CNPML estudio realizado al Nuevo Carnic

Tabla No. 3

Perdidas de calor por cada 10m de tubería de vapor por mal aislamiento

Diámetro nominal (mm)

Perdidas de calor en MBTU/año

Presión de vapor (kg/cm2)

1.05 10.56 12.12 42.25

25.4 45.93 93.5 123.03 162.4

50.8 77.09 157.48 206.69 275.59

101.6 136.15 278.87 367.45 492.12

203.2 232.78 505.25 666.01 894.02

304.8 346.13 721.78 954.72 1236.08

Fuente: DOE tips Tabla No.4

Perdidas de vapor (método del tamaño del orificio)

Presión del vapor Tamaño del orificio Pérdidas de vapor

kg/cm2 psi mm plg kg/hr lb/hr

8.1 115 1.58 1/16 6.82 15

8.1 115 3.17 1/8 27.3 60

8.1 115 6.35 1/4 109.1 240

8.1 115 12.7 1/2 459.1 1010

8.1 115 25.4 1 1772.7 3900

29.2 415 1.58 1/16 659 1450

29.2 415 3.17 1/8 2636.4 5800

29.2 415 6.35 1/4 10545.4 23200

29.2 415 12.7 1/2 42181.8 92800

29.2 415 25.4 1 169090 372000

Fuente: Manual de eficiencia energética para MYPES.

43

Gráfico 3: Control de Consumo de búnker

Control de consumo de búnker

Nivel Inicial

Nivel final

Nivel Compras

Nivel Inicial Compras Nivel Final(Volumen Inicial) + @ t - CONSUMO = (Volumen final)

@ t @ 60 ºF @ t@ 60 ºF @ 60 ºF

Fuente: Elaboración propia. Tanque de almacenamiento de búnker en el Nuevo Carnic. S.A.

Ilustración 1: Tanque de precalentamiento de búnker sin aislamiento

44

Ilustración 2: Tanque de suministro de agua

Ilustración 3: Tanque de tratamiento de agua

45

Ilustración 4: Caldera de 400 HP

Ilustración 5: Intercambiador de Calor

46

Ilustración 6: Tubería con mal aislamiento desde caldera hasta deshuese matanza

Ilustración 7: Manifold externo de subproducto

47

Ilustración 8: Fuga en tubería externa en subproducto

Ilustración 9: Manifold interno de subproducto

48

Ilustración 10: Fugas en el manifold interno de subproducto

Ilustración 11: Purgas de calderas

49

Ilustración 12: Chimenea en Jornada laboral activa

Ilustración 13: Banco de transformadores de subproducto

50

XII. Bibliografía: Tomados de Internet y revisado por última vez el día 18 de Junio del 2010:

http://www.envio.org.ni/articulo/2957

http://www.bcn.gob.ni/estadisticas/economicas_anuales/nicaragua_en_cifras/2009/

Nicaragua_en_cifras_2009.pdf

http://www.ine.gob.ni/DGE/estadisticas/2009/preliminares/Consumo_Energia_2009

.pdf

http://www.laprensa.com.ni/2010/04/29/nacionales/23094

http://www.eclac.cl/drni/noticias/noticias/8/37118/Martin_Yllescas.pdf

http://www.sica.int/busqueda/Noticias.aspx?IDItem=47003&IDCat=3&IdEnt=696

&Idm=1&IdmStyle=1

http://www.carmagen.com/services/consulting/ee_studies.html

http://www.energyefficiencyasia.org/aboutee.html

http://www.engineeringtoolbox.com/power-factor-electrical-motor-d_654.html

http://www.engineeringtoolbox.com/three-phase-electrical-d_888.html

http://www1.eere.energy.gov/industry/bestpractices/software_ssat.html

Documentos:

“Impacto del Desarrollo e implementación futura de un sistema de Mantenimiento

preventivo”, Guillén, Manuel, Managua, Nicaragua, 2010.

“Energía eléctrica en la Granja Avícola Penjamo – Santo Tomás Avícola La Estrella

S. A, Uso actual, efectos y mejoras”, Pacheco, María José, Managua, Nicaragua,

2006.

“Manual eficiencia energética para MYPES” Centro Nacional de Producción Más

Limpia.

“Handbook of Energy Engineering”, Thumann, Albert y Mehta D. Paul, The

Fairmont Press, cuarta edición, Estados Unidos de América, 1974.

Steam Power Stations, Gaffert, Gustaf A., McGraw Hill, Cuarta edición, Estados

Unidos de América.

“Gestión energética eficiente de la empresa” Ramírez, William, Universidad

Nacional de Ingeniería. Managua, Nicaragua, 2005.

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