28
construir
construir
no es necesario, aunque si se va a realizar
falta misión y visión de glosa
para glosa y para la región (pymes)
toma como caso de estudio una pyme del sector industrial del plástico
ufps
MODELO CARACTERISTICO Y LINEA BASE DE CONSUMO ENERGÈTICO PARA PYMES DEL SECTOR DE PLASTICO
ANDERSON MEDINA CACUA
ELQUIN DAVID ORTEGA USECHE
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍA
PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
SAN JOSÉ DE CÚCUTA
2018
MODELO CARACTERISTICO Y LINEA BASE DE CONSUMO ENERGÈTICOS PARA PYMES DEL SECTOR DE PLASTICO
ANDERSON MEDINA CACUA
ELQUIN DAVID ORTEGA USECHE
ANTEPROYECTO PRESENTADO COMO REQUISITO PARA OPTAR AL TÍTULO DE
INGENIERO ELECTROMECÁNICO
DIRECTOR
Esp. GLORIA ESMERALDA SANDOVAL MARTÍNEZ
INGENIERA ELECTROMECÁNICA
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
FACULTAD DE INGENIERÍA
PLAN DE ESTUDIOS DE INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
SAN JOSÉ DE CÚCUTA
2018
Tabla de contenido
1. Problema 7
1.1 Titulo 7
1.2 Planteamiento del problema 7
1.3 Formulación del problema 8
1.4 Objetivos 8
1.4.1 Objetivo general 8
1.4.2 Objetivos específicos 8
1.5 Justificación 9
1.5.1 Beneficios empresariales 9
1.5.2 Beneficios ambientales 9
1.5.3 Beneficios tecnológicos 10
1.6 Alcances, limitaciones y delimitaciones 10
1.6.1 Alcances 10
1.6.2 Limitaciones 11
1.6.3 Delimitaciones, espacio geográfico y tiempo 11
2. Marco referencial 12
2.1 Antecedentes 12
2.2 Marco teórico 17
2.2.1 Gestión energética 17
2.2.2 Revisión energética 19
2.2.3 Línea base energética 22
2.2.4 Indicadores de desempeño 23
2.3 Marco legal 28
2.3.1 Legislación colombiana 28
2.3.2 ISO 9001: 2008 30
2.3.3 ISO 50001: 2011 30
2.3.4 ISO 50002: 2014 33
2.3.5 ISO 50003: 2014 33
2.3.6 ISO 50004: 2014 34
2.3.7 ISO 50006: 2014 35
3. Diseño metodológico 37
3.1 Tipo de investigación 37
3.2 Población y muestra 37
3.2.1 Población 37
3.2.2 Muestra 37
3.3 Instrumentos para recopilación de información 38
3.3.1 Fuentes primarias 38
3.3.2 Fuentes secundarias 38
3.3.3 Análisis de información 38
3.4 Actividades y metodología 39
4. Marco administrativo 41
4.1 Talento humano 41
4.2 Recursos Institucionales 41
5. Presupuesto 42
5.1 Presupuesto Global del proyecto por fuentes de financiación. 42
5.2 Descripción de los gastos de personal. 43
5.3 Descripción de los equipos de uso propio. 44
5.4 Descripción del software a adquirir o licenciar 44
5.5 Descripción de los materiales e insumos. 45
5.6 Salidas al campo. 45
5.7 Material bibliográfico. 45
5.8 descripción de viajes. 46
6. Cronograma de actividades 47
7. Referencias Bibliográficas 48
Lista de figuras
Figura 1 evolución de actividades de una revisión energética. 20
figura 2: Línea base energética. 21
figura 3: Relación nivel de desagregación indicadores de eficiencia energética. 25
Figura 4: Metodología recomendada para establecer indicadores de eficiencia energética. 25
Figura 5: Gráfico índice de consumo vs. producción en un proceso de trituración-secado de minerales para un periodo de un año. 26
Figura 6: Modelo de sistema de gestión de la energía. 30
Figura 7: Esquema básico del ciclo de la norma ISO 50001. 31
Figura 8: Relación entre rendimiento energético, EnPIs, EnBs y objetivos. 34
Figura 9: Cronograma de actividades…………………………………………………………... 46
Lista de tablas
Tabla 1 Presupuesto global del proyecto (en miles de $) 43
Tabla 2 Descripcion de los gastos personales (en miles de $) 44
Tabla 3 Descripcion de los equipos de uso propio (en miles de $) 45
Tabla 4 Descripcion de software a adquirir o licenciar (en miles de $) 45
Tabla 5 Descripcion de los materiales e insumos (en miles de $) 46
Tabla 6 Salidas al campo (en miles de $) 46
Tabla 7 Material bibliografico (en miles de $) 46
Tabla 8 Descripcion de viajes (en miles de $) 47
Problema
Titulo
Modelo característico y línea base de consumos energéticos para PYMES del sector de plástico.
Planteamiento del problema
Una buena gestión energética eficaz no solo es buena para su negocio, sino que también se está convirtiendo en una obligación. Y el mejor modo de lograrla es con la norma ISO 50001. Esta norma internacional engloba las prácticas de gestión energética consideradas adecuadas en todo el mundo para ayudarle a ahorrar energía, reducir costes y cumplir con los requisitos del medio ambiente.
La caracterización de consumos por zonas, equipos y procesos para identificar inicialmente el grado de desempeño y control de los consumos por parte de la empresa y concentrar la atención para reducir consumos y costos.
La línea base energética es un concepto que define la norma ISO 50001 y puede construirse para cualquier tipo proceso de producción. La línea base energética permite correlacionar el consumo de energía con la producción de una fábrica o empresa, es la referencia cuantitativa que se va a utilizar para conocer el desempeño energético de la empresa.
El objetivo de la línea base energética es obtener una herramienta para el cálculo, esperando del consumo energético en unas determinadas condiciones de la fábrica y observar por comparación si se ha mejorado o no.
En la empresa el estudio y medición del estado energético es necesario para una buena gestión energética. Por lo tanto, el consumo de energía, la eficiencia de los procesos y desarrollo de una línea de base de comparación para identificar oportunidades de ahorro y estimación a cargas futuras.
Formulación del problema
¿Cómo hacer un modelo característico y línea base de consumos para determinar el estado energético de las PYMES de sector de plástico?
Objetivos
Objetivo general
Hacer un modelo característico y línea base de consumos energéticos para PYMES del sector de plásticos.
Objetivos específicos
Actualizar cuadro de cargas y planos eléctricos de la empresa.
Determinar consumos y usos significativos de energía.
Obtener indicadores de desempeño y oportunidades de mejora para la empresa
Divulgar resultados con el personal de la empresa y a la comunidad académica.
Justificación
Beneficios empresariales
Una buena gestión energética eficaz no solo es buena para las empresas, sino que también se está volviendo una obligación. Por medio de una buena gestión se ahorra energía, disminuyendo consumos de energía produciendo la misma cantidad de materia prima, o por menor consumo obtener mayor producción de materia prima.
El ahorro de costes por lo tanto mejora de la competividad de la empresa y diferenciación positiva frente a otros competidores. El reconocimiento y mejora de la imagen pública (clientes, proveedores, accionista, opinión pública) gracias a su compromiso con el consumo energético sostenible con la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Cumplir con los requisitos de medio ambiente y asegurar que la gestión de energía se ajuste a la legislación vigente facilita la implementación y seguimiento de actuaciones derivadas de auditorías energéticas y obtención de puntuación adicional en licitaciones públicas.
Beneficios ambientales
La implementación de la norma ISO 50001 genera gran impacto ambiental, el aprovechamiento eficiente de la energía contribuye con el compromiso de reducción de gases de efecto invernadero y la lucha contra el cambio climático. La toma de conciencia y control de la cantidad de energía consumida en cada proceso para la seguridad de abastecimiento energético y el agotamiento de los recursos no renovables.
Beneficios tecnológicos
supervisar de manera efectiva el uso de la energía y ver sus desviaciones para diseñar, comprar, construir o modificar instalaciones, equipos y procesos con mejor eficiencia energética.
Establecer pauta de mantenimiento de equipos consumidores de energía que persigan una mayor eficiencia energética.
Estar en mejoramiento continuo, implementar un sistema de responsabilidad en todos los procesos, equipos y servicio con alta eficiencia energética. Establecer lo usos significativos e indicadores de desempeño para equipos para centrar esfuerzos y evitar averías o daño de equipos.
Alcances, limitaciones y delimitaciones
Alcances
Hacer el modelo característico de consumos de energía, la actualización de cuadro de cargas y planos eléctricos de la empresa para determinar el estado inicial de la energía, posibles desviaciones y sus usos significativos de la energía. Establecer indicadores de desempeño de equipos y procesos para el desarrollo de línea base energética para determinar el comportamiento energético de las empresas del sector plástico e identificar oportunidades de mejora y consumos futuros.
Limitaciones
El proyecto va encaminado para la pequeña empresa (PYMES) donde su operación no es constante, varía según la producción y temporada del año. No cuentan con medidores energía para los procesos y los equipos pueden ser viejos o de segundo propietario.
Delimitaciones, espacio geográfico y tiempo
Tiempo: aproximadamente 4 meses
Espacio geográfico: PYMES del sector plástico DOTAR ubicado en el barrio panamericano calle 0B No. 9-83
Marco referencial
Antecedentes
MSc. Rosaura del Pilar Castrillón, Ing. Adriana Janeth Gonzales y Ph.D Enrique Ciro Quispe (2013). Mejoramiento de la eficiencia energética en la industria de cemento por proceso húmedo a través de la implementación del sistema de gestión integral de la energía. Artículo de investigación. Universidad autónoma de occidente. Colombia. Cali.
La tecnología de gestión energética denominada "Sistema de Gestión Integral de la Energía, SGIE" fue propuesta en Colombia en el 2007 como resultado de un proyecto de investigación financiado por el gobierno. Ésta consiste en la aplicación de herramientas
estadísticas para el seguimiento de la eficiencia energética en procesos productivos, y de indicadores que se ajustan a los requisitos de la Norma ISO 50001.
Este artículo presenta la metodología y los resultados de la implementación del SGIE en una industria de producción de cemento por vía húmeda, los cuales mostraron un incremento de la eficiencia energética asociado a una reducción del consumo de electricidad de 4,6%,
logrados sin inversión por compra de nuevos equipos. Es decir, solo con la innovación de los procesos a través de tecnologías de gestión aplicados, además de la adopción de una cultura de manejo de la energía en Forma eficiente y de mejoramiento continuo.
La implementación del Sistema de Gestión Integral de la Energía como proyecto piloto en la industria de producción de cemento por vía húmeda incrementó la eficiencia energética de los procesos logrando la reducción del consumo y la sostenibilidad del ahorro energético en los procesos. Para el caso de estudio se logró una reducción del 4,6% del consumo de energía eléctrica, lo que equivale a que se dejó de emitir a la atmosfera 3,33 kg de CO2/t cemento producido en el año de implementación.
Se desarrolló una metodología para identificar variables de control, ésta se aplicó a tres etapas críticas del proceso y se encontraron las siete variables de mayor impacto sobre el consumo de energía eléctrica en las etapas de Clinkerización, Molienda de Cemento y Molienda primaria. Para el mejoramiento de los indicadores de eficiencia y productividad se requieren cambios primordiales tanto en la cultura organizacional como en los en los procesos y procedimientos productivos, lo cuales deben estar debidamente documentados y divulgados.
MSc. Jenny Correa Soto, Dr. Aníbal Enrique Borroto Nordelo, MSc. Mamadou Alpha Bah, MSc. Roxana González Álvarez, MSc. Maidelis Curbelo Martínez, Ing. Ana Margarita Díaz Rodríguez (2014). Diseño y aplicación de un procedimiento para la planificación energética según la NC-ISO 50001:2011. Articulo investigativo. Facultad de Ingeniería. Universidad de Cienfuegos Carlos Rafael Rodríguez, Cienfuegos, Cuba.
En el presente trabajo se diseñó y aplicó un procedimiento para la planificación energética teniendo en cuenta los requerimientos de la NTC-ISO 50001: 2011 ¨Gestión de la energía¨. El diseño tuvo como premisas requisitos de las normas internacionales relacionadas con la gestión de la energía ISO 50001: 2011, UNE 216301: 2007, DIN EN 16001, ANSI/MSE 2000: 2008 y de gestión de la calidad ISO 9001: 2008. Para la aplicación se seleccionó como caso de estudio la Empresa Oleo hidráulica Cienfuegos, utilizándose herramientas y técnicas, tales como: trabajo con expertos, revisión de documentos, las herramientas de la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía y de calidad, obteniéndose como resultados la planificación energética, a través de la determinación de la estructura de consumo energético, las áreas de consumo significativo , lo que conllevó a establecer la línea base y meta energética de la organización.
Se diseña un procedimiento para la planificación energética según los requerimientos de la NC-ISO 50001: 2011, que puede ser aplicado tanto en organizaciones de producción como de servicio, la cual tiene implícita la mejora continua en los procesos de las organizaciones. La estructura de consumo de energéticos en la empresa objeto de estudio está formada por la electricidad como primer portador energético en importancia, con alrededor del 70% del total y los combustibles ocupan el segundo lugar con el 24 %, donde el consumo de energía eléctrica no asociado al proceso productivo constituye más de 65% del consumo total de la fábrica, siendo el 50% en servicio.
Madariaga Segovia Diego Andrés (2013). Diseño e implementación de indicadores de desempeño energético para empresa de telecomunicaciones. Tesis de grado. Ingeniería civil industrial. Universidad de chile. Santiago de chile.
El proyecto presentado es el diseño de Indicadores de Desempeño Energético y su respectiva implementación. Para realizarlo, se utiliza una metodología propuesta por la AChEE, basada en el estándar ISO 50.001, y la metodología aplicada en el curso Diseño de Sistemas de Información Administrativos. Esta incluye: una revisión de experiencias internacionales, en cuanto a indicadores y proyectos; una revisión energética de la operación de la empresa; una propuesta de planificación energética; un diseño de proceso de gestión y la implementación de un prototipo informático de apoyo.
En general, se muestra que la eficiencia ha ido mejorando con el tiempo gracias a los proyectos realizados en años anteriores, aunque existen oportunidades de mejora. Se identifican los Sitios Técnicos con mayores ineficiencias, correspondientes a Macul, Iquique y Curicó, donde se recomienda evaluar la instalación de Free Cooling, entre otras iniciativas. En el caso de la Red de transmisión, se propone mejorar la eficiencia en las localidades de Puerto Varas, Osorno y El Bosque, entre otras.
El prototipo implementado incluye la participación de los departamentos de mantención de la empresa, además de personal de RSE. Se construye mediante el uso de Microsoft Excel y su herramienta Powers Pívot, la que permite generar fácilmente diversos reportes de eficiencia energética, además de apoyar la administración de los Indicadores de Desempeño Energético.
Rubén Acevedo, Gabriel Cravo, Llelysmar Crespo, Diego Sánchez, Carmen Vásquez (2014). análisis relacional de la norma ISO 50001 (2007): sistemas de gestión energética. Tesis de grado. Ingeniería eléctrica. Universidad Nacional Experimental de los Llanos Occidentales "Ezequiel Zamora" UNELLEZ. Barquisimeto. Venezuela.
La Norma ISO 50001 (2007): Sistemas de Gestión Energética tiene como objeto fundamental orientar a los organismos y empresas hacia la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, de los costos de la energía y de otros impactos ambientales relacionados, a través de una gestión sistemática de la energía. Este concepto se presenta como uno de los aspectos fundamentales del Desarrollo Sustentable y se consolida como una responsabilidad en el ejercicio de la profesión del ingeniero. Sin embargo, la aplicación de una norma no debe violentar las normas en otras áreas también importantes y, comprendiendo la complejidad propia del uso y gestión de la energía, este trabajo presenta un análisis relacional que vincula los aspectos fundamentales de esta norma con las ISO 9001 (Sistemas de Gestión de Calidad), ISO 14000 (Sistemas de Gestión Ambiental) y las ISO 18001 (Sistemas de Gestión de Salud y Seguridad Laboral). Para ello, se seleccionaron como parámetros de comparación el objetivo, alcance, estructura, la calidad, eficiencia energética, gestión ambiental, seguridad y prevención. Luego, se construyó una tabla comparativa y se encontró que existen semejanzas y diferencias significativas.
La norma ISO 50001 está estrechamente vinculada a la norma ISO 14001, aunque la primera hace más énfasis en la mejora continua del desempeño energético, incluyendo la eficiencia energética, el uso de energía y el consumo, lo que hace que pueda ser utilizada con la segunda, representando una gran ayuda al momento de identificar nuevas oportunidades de ahorro de energía. La norma ISO 50001 asegura un alto nivel de compatibilidad con la norma ISO 9001 de gestión de calidad, y, con la norma ISO 14001 de gestión ambiental, proporcionando como beneficios: un marco para la integración de la eficiencia energética en las prácticas de gestión, hacer un mejor uso de los bienes que consumen energía, evaluar comparativamente, entre otras.
Marco teórico
Gestión energética
La gestión energética consiste en la optimización en el uso de la energía buscando un uso racional y eficiente, sin disminuir el nivel de prestaciones. A través de la gestión energética se detectan oportunidades de mejora en aspectos relacionados con la calidad y seguridad del sistema energéticos, logrando que los usuarios conozcan el sistema, identifiquen los puntos consumidores e implanten mejoras, alcanzando altos niveles de eficiencia energética.(Augusto, 2017)
La gestión energética deberá contribuir a establecer objetivos a corto, medio y largo plazo encaminados a conseguir la optimización en el uso de los recursos energéticos y de sus técnicas:
Uso de fuentes de energías renovables.
Sustitución de algunas fuentes de energía.
Análisis del ahorro energético de las acciones realizadas.
Aislamiento térmico.
Aprovechamiento de residuos.
Análisis del entorno ambiental.
Estudio de técnicas nuevas de producir y ahorrar energía.
Análisis económico de la gestión.
Los principales beneficios de implementar un sistema de gestión de la energía con forme a la norma ISO 50001 son:
disminución del consumo de energía.
Garantía de cumplimiento de legislación energética.
Ahorro de costes y mejora de competitividad.
Facilita la implementación de seguimiento de actuaciones derivadas de auditorías energética.
Diferenciación positiva frente a otros competidores.
Beneficios en licitación pública.
Los compromisos de una gestión energética es operar el sistema de administración de la energía para minimizar los usos significativos de la energía e incrementar la eficiencia energética de la empresa y estar en mejoramiento continuo.
Las etapas para la implementación de un sistema de gestión de la energía son los siguientes:
Realización de una revisión energética inicial.
Establecimiento de la línea base energética para conocer donde se usa la energía y centrar los esfuerzos de reducción de consumo energético.
Construir indicadores de desempeño por proceso, equipos e instalaciones.
Establecer pautas de control operacional para asegurar que aquellas operaciones y actividades relacionadas con los usos significativos de la energía se efectúa bajo condiciones específicas mediante actuaciones como:
Desarrollo de procedimientos eficiencia energética.
Establecimiento de pautas de mantenimiento que persiguen una mayor eficiencia energética.
Definición de procedimientos de compras para equipos e instalaciones y suministros de energía.
Mantenimiento continuo de equipos consumidores de energía.
Revisión energética
La determinación del desempeño energético de la organización basada en datos y otro tipo de información, orientada a la identificación de oportunidades de mejora.
Así pues, una revisión energética debe contemplar:
La estructura de usos y consumos de la energía basándose en mediciones y otro tipo de datos, por lo que resulta imprescindible identificar las fuentes de energía actuales, así como examinar usos y consumos pasados y presentes de la energía.
La identificación de las áreas de uso significativo de la energía, es decir:
– Identificar las instalaciones, equipamiento, sistemas, procesos y personal que trabaja para, o en nombre de, la organización que afecten significativamente al uso y al consumo de la energía.
– Identificar otras variables pertinentes que afectan a los usos significativos de la energía.
– Determinar el desempeño energético actual de las instalaciones, equipamiento, sistemas y procesos relacionados con el uso significativo de la energía.
– Estimar el uso y consumo futuros de energía.
La identificación, priorización y registro de oportunidades para mejorar el desempeño energético. Las oportunidades pueden tener relación con fuentes potenciales de energía, la utilización de energía renovable u otras fuentes de energía alternativas tales como la energía desperdiciada.
En la figura.1 puede observarse la evolución de actividades de una revisión energética.
El estudio de la evolución temporal del desempeño energético mediante el análisis de las actividades pasadas y futuras, además de las presentes, reconoce el carácter dinámico de una organización –en la que van desapareciendo instalaciones y creándose otras nuevas en función de las necesidades del mercado–, y es esencial para una adecuada elección de las posibilidades de mejora, si bien es cierto que habitualmente esta información va siendo adquirida a medida que se van obteniendo los sucesivos registros de los ejercicios anuales del sistema de gestión de la energía. Es habitual que el primer año de implantación del sistema de gestión la revisión energética contemple datos de un solo ejercicio anterior a la implantación.
En lo que respecta al componente formal de las revisiones energéticas, la metodología y el criterio utilizados para desarrollarlas deben estar documentados (entiéndase procedimientos), y la revisión energética debe ser actualizada a intervalos definidos (en la mayoría de las organizaciones con carácter anual, acompasando esta actividad a las partidas presupuestarias), así como en respuesta a cambios mayores en las instalaciones, equipamiento, sistemas o procesos. La organización debe conservar los registros de las revisiones energéticas que realice.
Cuando una organización dispone de una estructura compleja de su desempeño energético, la captura y análisis de datos de índole energética y de las variables que puedan influir en el desempeño energético puede no ser suficiente para determinar posibilidades de mejora, por lo que en ese caso se debe acudir a tratamientos más severos como diagnosis/auditorías energéticas de las instalaciones, procesos o equipos.(Carretero, Manuel, & Sánchez, 2012)
Figura 1 evolución de actividades de una revisión energética.
Tomado: gestión de la eficiencia: cálculo de consumos, indicadores y mejora, aenorediciones, (carretero, garcia,2012)
Línea base energética
una línea de base energética es una referencia cuantitativa que proporciona la base de comparación del desempeño energético, Es decir, que una línea de base ha de estar compuesta por cantidades, valores, datos. Podemos pensar en una representación gráfica de esos valores o datos. De ahí su nombre, "línea".
El segundo aspecto destacable es "base de comparación del desempeño energético". Es decir, que una línea de base son los de valores de desempeño energético que se fijan como referencia para evaluar si éste mejora con el tiempo, se mantiene o empeora. De ahí su nombre "base", base de referencia. (Gonzales, 2016)
figura 2: Línea base energética.figura 2: Línea base energética.
figura 2: Línea base energética.
figura 2: Línea base energética.
Tomado: presentación Wenibar módulo 1 (2017) Carlos Campos
Línea base energética Fig.2: La organización debe establecer una(s) línea(s) de base energética utilizando la información de la revisión energética inicial y considerando un período para la recolección de datos adecuado al uso y al consumo de energía de la organización. Los cambios en el desempeño energético deben medirse en relación con la línea de base energética y esta se puede ajustar. (Cañizares-Pentón, Rivero-AragónI, Pérez-Bermúdez, & González-Suárez, 2013)
Teniendo en cuenta lo establecido por la norma la organización puede decidir establecer tantas líneas de base energética, como tipos de portadores energéticos utilice.
Indicadores de desempeño
El análisis y caracterización energética de cada proceso industrial permite a las empresas definir indicadores propios enfocados al ahorro energético. Estos sirven como base de comparación y monitoreo para controlar y reducir las pérdidas energéticas de sus procesos y evaluar los potenciales de reducción de las pérdidas energéticas debidas a la tecnología empleada.(Pérez T. & Vera Méndez, 2011)
Los indicadores de gestión que deben estar alineados con los objetivos estratégicos de una organización a partir de su Misión resultan de la necesidad de asegurar la integración entre los resultados operacionales y estratégicos de la empresa; por lo tanto, deben reflejar la estrategia corporativa a todos los empleados. coinciden en manifestar, que los indicadores de gestión pueden ser valores, unidades, índices, series estadísticas, variables, entre otros; es decir, que es como la expresión cuantitativa del comportamiento o el desempeño de toda una organización o de uno de sus procesos, cuya magnitud al ser comparada con algún nivel de referencia, puede estar señalando una desviación sobre la cual se tomarán acciones correctivas o preventivas según el caso; es decir, los indicadores de gestión se convierten en los "Signos Vitales" de la entidad. (Pérez & Vera, 2012)
Indicadores de Desempeño Energético (IDEns): La organización debe identificar los IDEns apropiados para realizar el seguimiento y la medición de su desempeño energético. Deben revisarse y compararse con la línea de base energética de forma apropiada.
A los efectos de lo exigido por la norma, un monitoreo y control energético efectivo en una empresa o entidad de servicio, requiere de la utilización de un conjunto de indicadores de los tres tipos, y no solo a nivel de empresa, sino estratificados hasta el nivel de las áreas y equipos mayores consumidores.
Ejemplo de indicadores pudieran ser:
Índices de consumo:
Energía consumida/producción realizada
Energía consumida/servicios prestados
Energía consumida/área construida
Índices de eficiencia:
Energía real/energía teórica
Energía producida/energía consumida
Índices económico-energéticos:
Gastos energéticos/gastos totales
Gastos energéticos/ingresos (ventas)
Energía total consumida/valor de la producción total realizada (intensidad energética)(Cañizares-Pentón et al., 2013)
Ya se ha indicado que los indicadores son muy valiosos para registrar, comentar y analizar periódicamente, y el análisis de sus comportamientos históricos es el que permite descubrir estas oportunidades de mejora.
Usualmente la eficiencia energética, se evalúa a través de los llamados indicadores de eficiencia energética que permiten medir "cuán bien" se utiliza la energía para producir una unidad de producto. Los Indicadores de Eficiencia Energética adoptan diferentes formas dependiendo de los objetivos buscados, de modo que existen indicadores económicos, tecno-económicos o indicadores enfocados al ahorro energético.
Se esquematiza en la figura 3, en relación con la profundidad del análisis y la interpretación de los resultados, mientras mayor sea el nivel de agregación de la información utilizada, por ejemplo, a nivel macroeconómico, los indicadores pueden englobar diversos efectos. Por otro lado, a medida que el nivel de desagregación aumenta, la influencia de los cambios estructurales se reduce y, por lo tanto, es posible identificar las variables que afectan a la eficiencia energética y comprender de mejor manera la evolución en los consumos agregados de energía.
figura 3: Relación nivel de desagregación indicadores de eficiencia energética.
Tomado: Fundamentos para la administración energética en la industria colombiana a través de indicadores de gestión. Universidad Tecnológica de Pereira.(Pérez & Vera, 2012)
Las características básicas que deben tener estos indicadores son las mismas de las de cualquier sistema de información de este tipo, igualmente se debe contar con una metodología para establecer dichos indicadores. Se recomienda la metodología propuesta en la figura 4.
Tomado: Fundamentos para la administración energética en la industria colombiana a través de indicadores de gestión. Universidad Tecnológica de Pereira.(Pérez & Vera, 2012)
Figura 4: Metodología recomendada para establecer indicadores de eficiencia energética.Figura 4: Metodología recomendada para establecer indicadores de eficiencia energética.
Figura 4: Metodología recomendada para establecer indicadores de eficiencia energética.
Figura 4: Metodología recomendada para establecer indicadores de eficiencia energética.
Entre los indicadores energéticos más utilizados y de mayor importancia se encuentran:
Intensidad Energética: que relaciona el consumo de energía con una variable macroeconómica (por ejemplo: Gcal/PIB)
Consumo Energético Específico: que relaciona el consumo energético a un indicador de actividad medida en términos físicos (por ejemplo: Tcal/ton de acero)
Indicadores de Ahorro Energético: que permiten reflejar, en términos absolutos, magnitudes de energía ahorrada.
Índices de Eficiencias: Valores de algunos de estos índices se pueden encontrar por países y sectores de la economía, en www.enerdata.fr
Figura 5: Gráfico índice de consumo vs. producción en un proceso de trituración-secado de minerales para un periodo de un año.
Tomado: Fundamentos para la administración energética en la industria colombiana a través de indicadores de gestión. Universidad Tecnológica de Pereira.(Pérez & Vera, 2012)
Marco legal
Legislación colombiana
Ley 697 de 2011
La Ley 697 de 2001 mediante la cual se fomenta el uso racional y eficiente (URE) de la energía establece el marco jurídico general para el desarrollo de todas las normas posteriores en eficiencia energética en Colombia.
Esta Ley creó el Programa de Uso Racional y Eficiente de la energía y demás formas de energía no convencionales (PROURE), el cual fue reglamentado por el Decreto 3683 de 2003 y cuyo objeto es "aplicar gradualmente programas para que toda la cadena energética este cumpliendo permanentemente con los niveles mínimos de eficiencia energética…".
Solo en 2010 se adoptó el Plan de Acción Indicativo 2010-2015 para desarrollar el PROURE, y por primera vez, se definieron objetivos específicos, subprogramas estratégicos y prioritarios, y metas del ahorro (Tabla 1). El potencial de ahorro de energía eléctrica fue estimado por la UPME y las metas fueron adoptadas con base a reducciones de consumo anuales a partir de 2010.
Derivado de la Ley de URE, se han desarrollado los reglamentos técnicos para instalaciones eléctricas (RETIE), de iluminación y alumbrado público (RETILAP) y se ha proyectado el reglamento de etiquetado (RETIQ). Como complemento a la legislación, se han otorgado incentivos fiscales para el desarrollo de ciertos proyectos de eficiencia energética. Sin embargo, en otras áreas se ha avanzado poco:
Sobre cogeneración existe un marco legal de perfeccionamiento más bien reciente, pero su desarrollo ha sido casi nulo tal vez por las restricciones para la venta de la energía excedente
Los sectores y áreas donde no existe en la actualidad legislación son: edificios, etiquetado, requerimientos sobre desempeño energético de electrodomésticos y equipos, transporte e industria.
En tampoco se cuenta con una agencia nacional de eficiencia energética capaz de evaluar, coordinar y hacer cumplir las políticas.(Mejía, 2014)
ley 1715 de 2014
El pasado 13 de mayo de 2014, el Gobierno Nacional expidió la Ley 1715 por medio de la cual se regula la integración de las energías renovables no convencionales al sistema energético nacional.
El Capítulo V de esta Ley reafirma la necesidad de desarrollar el PROURE a través de:
Planes de acción indicativos
Reglamentaciones técnicas
Sistemas de etiquetado e información al consumidor.
Sobre los planes indica que "responderá (sic) a una estructura sectorial que permita fijar objetivos específicos para los diferentes sectores o consumidores finales y contendrá una relación de medidas e instrumentos para su ejecución en cada uno de los sectores identificados"; y promete que "para el desarrollo del PROURE se dotará adecuadamente de los medios financieros necesarios para la consecución de los objetivos aprobados…".
Por último, ordena que "para el adecuado seguimiento y evaluación del cumplimento de los objetivos" se realizará, cada cuatro años, una evaluación de "los planes y programas de ahorro para la gestión eficiente de la energía". Esta Ley espera su reglamentación, desarrollo e implementación.(Mejía, 2014)
ISO 9001: 2008
Norma Internacional que especifica los requisitos para un sistema de gestión de la calidad, cuando una Organización, necesita demostrar su capacidad para proporcionar regularmente productos que satisfagan los requisitos del cliente y los legales y reglamentarios aplicables, y aspira a aumentar la satisfacción del cliente a través de la aplicación eficaz del sistema. (Mantilla & Rodriguez, 2017)
ISO 50001: 2011
Esta norma tiene como objeto proveer los sistemas y procesos necesarios para que las distintas organizaciones mejoren su política energética. Está destinada a cualquier tipo de organismo. En ella se especifican los requisitos de un sistema de gestión de energía que permite a la organización alcanzar los compromisos derivados de su política energética y establecer objetivos, metas y planes de acción para mejorar su rendimiento energético. Está basado en el ciclo de mejora continua Planificar – Hacer – Verificar – Actuar (PHVA) representado en la Figura 6. Con ello se consigue un uso más eficiente de las fuentes de energía, así como la reducción del impacto ambiental.
Figura 6: Modelo de sistema de gestión de la energía.
Tomado: protocolo de obtención de línea base. Trabajo de grado. (Gonzales, 2016)
Además, esta norma puede utilizarse para la certificación, el registro y la autodeclaración del sistema de gestión de energía.
En cuanto a las líneas de base energética, están recogidas en el apartado de Planificación energética en el diagrama de la Figura 6 y son un requisito básico para la certificación de la ISO 50001. Estas deben ser establecidas por la organización a partir de información de revisiones energéticas anteriores y de la recopilación de datos del uso y consumo de la energía. Además, los diferentes cambios (cambios en el proceso, en los patrones de operación,) que se produzcan en la eficiencia energética deben evaluarse en relación con dicha línea de base energética. También se deben evaluar los cambios cuando un método predeterminado así lo establezca o cuando dicha línea base no refleje el uso y consumo de energía de dicha organización.(Gonz, 2016)
Figura 7: Esquema básico del ciclo de la norma ISO 50001.Figura 7: Esquema básico del ciclo de la norma ISO 50001.
Figura 7: Esquema básico del ciclo de la norma ISO 50001.
Figura 7: Esquema básico del ciclo de la norma ISO 50001.
Fig. 7: esquema básico del ciclo de la norma ISO 50001
Tomado: diseño e implantación de un sistema de gestión de la energía según iso 50001 en una planta de montaje aeronáutico, tesis de grado (Romera Benavente, 2015)
La aplicación global de esta norma contribuye a un uso más eficiente de las fuentes de energía disponibles, a mejorar la competitividad y a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y de otros impactos ambientales relacionados. Esta norma es aplicable independientemente del tipo de energía utilizada.
La norma ISO 50001 puede utilizarse para la certificación del SGEn de una organización. No establece requisitos absolutos del desempeño energético, más allá de los compromisos establecidos en la política energética de la organización y de su obligación de cumplir con los requisitos legales aplicables y otros requisitos. Por lo tanto, dos organizaciones que realicen actividades similares, pero que tengan desempeños energéticos diferentes, pueden ambas cumplir con sus requisitos.
Por último, una organización puede elegir integrar esta norma con otros sistemas de gestión, incluyendo aquellos relacionados con la calidad, el medio ambiente y seguridad y salud.(Romera Benavente, 2015)
ISO 50002: 2014
Esta Norma Nacional especifica los requisitos del proceso de realización de una auditoría energética en relación con desempeño energético. Es aplicable a todos los tipos de establecimientos y organizaciones, y todas las formas de la energía y uso de la energía. Esta Norma Nacional no se ocupa de los requisitos para la selección y evaluación de la competencia de los organismos que prestan servicios de auditoría energética, y no cubre la auditoría de un sistema de gestión de la energía de la organización, ya que estos se describen en la ISO 50003.(Ecuatoriana, 2015)
ISO 50003: 2014
La norma ISO 50003: 2014, Sistemas de gestión energética – Requisitos para los organismos que realizan las auditorías y certificación de sistemas de gestión de la energía, está diseñada para ayudar a los organismos que ofrecen auditorías y certificaciones, proporcionándoles los requisitos para asegurar la competencia, la coherencia y la imparcialidad en el proceso de auditoría y certificación.
El estándar está diseñado para ser utilizado con la norma ISO/IEC 17021:2011, Evaluación de la conformidad – Requisitos para los organismos que realizan auditorías y certificación de sistemas de gestión, esto proporciona las áreas técnicas específicas necesarias para garantizar la efectividad de la auditoría y la certificación. Esto incluye los requisitos adicionales necesarios para el proceso de planificación de la auditoría, la auditoría de certificación inicial, la realización de la auditoría in situ, y la garantía de que las personas que realizan la auditoría tienen los conocimientos adecuados para hacerlo.
ISO 50004: 2014
La norma ISO 50004 proporciona una guía para el establecimiento, la implementación, el mantenimiento y la mejora de los sistemas de gestión energética.
Según esta norma, las revisiones energéticas suministran la información y los datos necesarios para el establecimiento de las líneas base energéticas. Dichas líneas deben expresar mediante una relación matemática: la relación del consumo de energía como función de una serie de variables relevantes. Debe ser un modelo ingenieril, una ratio o un dato de consumo en caso de no existir variables destacadas.
El periodo que se toma para establecer la línea base debe ser representativo en cuanto a las variaciones que se producen (ocupación, producción,). Este se determina por los datos necesarios para establecer dicha línea. (Gonzales, 2016)
ISO 50006: 2014
La norma ISO 50006 facilita una guía a los organismos del establecimiento, uso y mantenimiento de los indicadores de rendimiento energético (EnPIs) y de las líneas base energéticas (EnBs) como partes del proceso de evaluación de la eficiencia energética.
Esta establece que las líneas base energéticas son referencias que caracterizan y cuantifican el rendimiento energético de una institución durante un determinado periodo de tiempo. Estas líneas también se utilizan para calcular ahorros energéticos a partir de referencias anteriores y posteriores a la mejora implantada. En la Figura 7 se observa la relación entre las líneas base de energía y la eficiencia energética.
Figura 8: Relación entre rendimiento energético, EnPIs, EnBs y objetivos.
Tomado : protocolo de obtención de línea base, trabajo de grado (Gonzales, 2016)
El procedimiento establecido por esta normal para un realizar una buena evaluación de la eficiencia energética se recoge en la Figura 8. Este proceso consta de cinco partes fundamentales:
Obtención de información relevante del rendimiento energético a partir de revisiones anteriores.
Identificación de los indicadores de la eficiencia energética.
Establecimiento de líneas de base energéticas.
Uso de indicadores y líneas base.
Mantenimiento y ajuste de indicadores y líneas base.
Diseño metodológico
Tipo de investigación
Este proyecto de grado se desarrollará en la modalidad trabajo dirigido, aplicando los conceptos adquiridos por los estudiantes durante su proceso de pre-grado y contribuyendo en la solución del problema de hacer un modelo característico y línea base de consumo energético para la PYMES de sector plástico. La investigación será de tipo descriptiva, debido a que se recopilará la información necesaria suministrada por la empresa y el estudiante, se realizará un estudio para determinar el estado inicial de la energía y el comportamiento energético del proceso determinando por la línea base, con el fin de identificar oportunidades de ahorro y determinar cargas futuras.
Población y muestra
Población
Las PYMES del sector plástico, la cual se va a hacer el estudio en la PYME DOTAR S.A.S plásticos, la cual es un edificio donde cuenta con zonas en arrendamiento.
Muestra
Se selecciono como muestra tres moldes inyectores de plástico, una destrozadora de plástico y demás equipos consumidores de energía eléctrica.
Instrumentos para recopilación de información
Fuentes primarias
Se recopilará información suministrada por la empresa del consumo energía de meses anteriores, se hará un diagnostico energético de las cargas y se tomara medidas de potencia absorbida a los equipos que intervienen en el proceso de la materia prima, con el fin de obtener un modelo característico y línea base de consumos de energía de la empresa.
Fuentes secundarias
La información secundaria se tomará a partir de textos, libros, artículos, normas y proyectos de investigación relacionados con el uso eficiente de la energía eléctrica. Con el fin de ser fuente primordial para el desarrollo de un plan de ahorro y uso eficiente de la energía, que cumplan con la normatividad eléctrica vigente.
Análisis de información
Para el análisis de la información, se realizará visitas técnicas junto con coordinación de la empresa para que se haga una breve descripción del proceso, tipos de cargas y el estado de las instalaciones eléctricas, determinar la materia prima y monitorear consumos de la maquinaria de los usos significativos y determinar indicadores de desempeño para identificar oportunidades de mejora.
Actividades y metodología
Recopilar toda la información necesaria suministrada por la empresa. Para tener conocimiento del estado actual de energía y determinar tipos de carga.
Actividad: Recopilar planos eléctricos y arquitectónicos de la empresa, y toda la información de los equipos.
Metodología: Adquirir y actualizar los planos eléctricos de la empresa por medio de programa de software AUTOCAD y información técnica y parámetros nominales de los equipos.
Caracterizar consumos de energía eléctrica y identificar los usos significativos.
Actividad: Caracterizar los equipos de acuerdo con el consumo de energía con el que trabaja para determinar que equipos están trabajando en condiciones eficientes.
Metodología: Con el uso de instrumentos de medición se procederá a tomar medidas de cada uno de los equipos, comparándolos con los manuales de cada uno de ellos, identificando su desempeño energético.
Medir y tomar datos de consumo de energía eléctrica de equipos significativos.
Actividad: Medir y tomar datos de la potencia absorbida por los equipos para cada proceso y cantidad de materia prima procesada.
Metodología: Por medio de un medidor de potencia tomar medidas y tabularlos.
Hacer grafica para determinar el comportamiento de la energía.
Actividad: De los datos obtenidos de las mediciones de potencia (kWh) y cantidad de materia prima procesada (g) hacer grafica de línea base de consumos energético.
Metodología: Por medio de software EXCEL, ingresar los datos y graficarlos.
Establecer indicadores de desempeño.
Actividad: Tomar datos para establecer indicadores de desempeño por medio de diagramas de Pareto.
Metodología: Por medio de software EXCEL, establecer por medio de diagramas de Pareto indicadores de desempeño.
Divulgar los resultados al personal de la empresa y a la comunidad académica.
Actividad: Divulgar el desarrollo del proyecto al personal de la empresa y la comunidad universitaria.
Metodología: Se divulgarán los resultados del proyecto mediante socializaciones en la empresa con todo el personal administrativo y profesional y también a la comunidad académica por medio de exposiciones en el centro de estudios de ingeniería electromecánica.
Marco administrativo
Talento humano
Ing. Esp. Gloria Esmeralda Sandoval Martínez Director
Anderson Medina Cacua Autor
Elquin David Ortega Useche Autor
Recursos Institucionales
GLOSA Ingeniería y Proyectos S.A.S
DOTAR S.A.S
Universidad Francisco de Paula Santander
- Biblioteca Eduardo Cote Lamus.
- Laboratorios de Electricidad y Electrónica.
- Laboratorios Especiales de Ingeniería Electromecánica.
- Centro de Estudios de Ingeniería Electromecánica CEIEM
Presupuesto
Presupuesto Global del proyecto por fuentes de financiación.
Tabla 1 (en miles de $)
RUBROS
FUENTES
TOTAL
ESTUDIANTE
UFPS
EXTERNA
Efectivo
Especie
Efectivo
Especie
Efectivo
Especie
Personal
1.680
272
1.952
Equipos
150
747
897
Software
300
300
Materiales
60
60
Salidas de campo
100
100
Material bibliográfico
40
40
Viajes
350
350
Otros
100
100
Total
2.380
300
272
847
3.799
Fuente: Elaboración Propia.
Descripción de los gastos de personal.
Tabla 2 (en miles de $)
Nombre del director/Estudiante
Función
Dedicación Horas/ semana
$/hora
N° de Meses
FUENTES
TOTAL
Estudiante
UFPS
Externa
Ing. Gloria E. Sandoval Esp.
Director
1
17
4
272
272
Anderson Medina Cacua
Tesista
15
3.5
4
840
840
Elquin David Ortega
Tesista
15
3.5
4
840
840
TOTAL
1.680
272
1.952
Fuente: Elaboración propia
Descripción de los equipos de uso propio.
Tabla 3 (en miles de $)
Descripción
Cantidad
Horas de utilización
Justificación
FUENTES
TOTAL
Estudiante
UFPS
Externa
Especie
Especie
Especie
Computador
1
150
Redacción
150
150
Calzado de seguridad
1
100
Seguridad
70
70
Guantes
2
100
Seguridad
17
17
Lentes y Casco
2
100
Seguridad
40
40
Impermeable
1
100
Seguridad
70
70
Cámara digital
1
100
Evidencia
250
250
Medidor
1
100
medición
300
300
TOTAL
150
747
897
Fuente: Elaboración propia.
Descripción del software a adquirir o licenciar
Tabla 4 (en miles de $)
Descripción
Cantidad
Justificación
FUENTES
TOTAL
Estudiante
UFPS
Externa
Microsoft Office
1
150
150
Excel
1
150
150
TOTAL
300
Fuente: Elaboración Propia.
Descripción de los materiales e insumos.
Tabla 5 (en miles de $)
Descripción
Justificación
FUENTES
TOTAL
Estudiante
UFPS
Externa
Tinta
Impresiones
25
25
Hojas
Impresiones
25
25
CD
Informes
10
10
TOTAL
60
60
Fuente: Elaboración Propia.
Salidas al campo.
Tabla 6 (en miles de $)
Ítem
Justificación
Costo unitario
Cantidad
Fuentes
Total
Estudiante
UFPS
Externa
Instrumentos de Medición
Visitas para la toma de datos y diagnósticos.
10
10
100
100
Total
100
Fuente: Elaboración propia.
Material bibliográfico.
Tabla 7 (en miles de $)
Descripción
Cantidad
Justificación
Fuentes
Total
Estudiante
UFPS
Externa
Libro (ISO 50001)
1
Adquirir conocimiento
40
40
Total
40
Fuente: Elaboración propia.
descripción de viajes.
Tabla 8 (en miles de $)
Lugar
Justificación
Costo pasaje
No. De días
Fuentes
Total
Estudiante
UFPS
Externa
Barrio panamericano - Cúcuta
Ubicación de empresa
10
30
300
300
Barrio Colsag
U.F.P. S
5
10
50
50
Total
350
Fuente: Elaboración propia.
Cronograma de actividades
TIEMPO
ACTIVIDAD
MESES
MES 1
MES 2
MES 3
MES 4
sem1 sem2 sem3 sem4
Sem1 sem2 sem3 sem4
Sem1 sem2 sem3 sem4
Sem1 sem2 sem3 sem4
Actualizar planos arquitectónicos, diagramas unifilares, y cuadro de cargas de la empresa. Hacer diagnóstico de recorrido. Entrega de anteproyecto.
Identificación de usos signifativos de energía, medición y desarrollo de línea base energética. Entrega primer informe
Establecer indicadores de desempeño, evaluación de alcance plan de mantenimiento y entrega informe 2
Identificación de oportunidades de mejora, informe técnico final, presupuesto y viabilidad económica, divulgar resultados ante personal de la empresa y comunidad académica
Figura 9: Cronograma de actividades.
Fuente: Elaboración propia
Referencias Bibliográficas
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Cañizares-Pentón, G., Rivero-AragónI, M. F., Pérez-Bermúdez, R. A., & González-Suárez, E. (2013). La gestión energética y su impacto en el sector industrial de la provincia de Villa Clara. articulo cientifico, universidad central Marta Abreu, Cuba, X(1), 19–27.
Carretero, A., Manuel, J., & Sánchez, G. (2012). Gestión de la eficiencia energética : cálculo del consumo , indicadores y mejora, 30. https://doi.org/M-22955-2012
Ecuatoriana, C. (2015). Norma internacional ECUATORIANA NTE INEN-ISO 50002.
Gonzales, C. (2016). Protocolo de obtencion de linea base. Trabajo Fin de Grado en Ingeniería de Tecnologías Industriales, universidad de sevilla (españa).
Mejia, G. (2014). Estudio comparativo entre la legislación de eficiencia energética de Colombia y España. Revista EAN (Esc.Adm.neg), 77, 122–135. universidad EAN (colombia) https://doi.org/10.21158/01208160.n77.2014.819
Pérez, C., & Vera, F. (2012). Fundamentos para la administración energética en la industria Colombiana a través de indicadores de gestion, Scientia Et Technica, vol. XVII, núm. 50, abril, 2012, pp. 58-67. Universidad Tecnológica de Pereira (colombia) Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=84923878010
Pérez T., C. A., & Vera Méndez, F. (2011). Indicadores de gestión enfocados al ahorro energético para industria de beneficio de feldespato. Scientia Et Technica, vol. XVI, núm. 49, diciembre-, 2011, pp. 72-77. Universidad Tecnológica de Pereira (colombia)
Romera Benavente, F. (2015). Diseño e implantación de un sistema de gestión de la energía según ISO 50001 en una planta de montaje aeronáutico. proyecto de fin de grado de ingenieria Quimica, universidad de Cadiz (españa) http://rodin.uca.es:80/xmlui/handle/10498/17765
