guía flores. ccb

Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el

subsector floricultor

ISSN 2027-744X > No. 3, FEBRERO DE 2011

Fondo Multilateral de InversionesMiembro del Grupo BID

Guía metodológica para el uso eficiente de la energía en el

subsector floricultor


Introduccion...........................................................................................................................................................................

1. Entorno del subsector productivo (floricultor)................................................................................................... 1.1. Descripción general del subsector (información global)...................................................................... 1.2. Descripción general de los procesos productivos del subsector. y costos de producción..................................................................................................................................... 1.3. Utilización de la energía en los procesos....................................................................................................

2. Plan de administración energética para el subsector productivo............................................................... 2.1. Caracterización energética del subsector productivo...................................................................... 2.2. Responsabilidad de la dirección................................................................................................................ 2.3. Estructura de la organización técnica..................................................................................................... 2.4. Construcción e inplementación de indicadores ................................................................................. 2.5. Plan de control y monitoreo........................................................................................................................ 2.6. Variables de control y monitoreo.............................................................................................................. 2.7. Vigilancia tecnológica................................................................................................................................... 2.8. Medidas de uso racional y eficiente de la energía............................................................................. 2.9. Implementación de mejoras energéticas............................................................................................... 2.10. Evaluación de resultados..............................................................................................................................

3. Fundamentos técnicos energéticos involucrados en el proceso productivo....................................................................................................................................................................... 3.1. Sistema de refrigeración ................................................................................................................................ 3.2. Sistema de bombeo de agua........................................................................................................................ 3.3. Sistema de motores......................................................................................................................................... 3.4. Sistema de iluminación................................................................................................................................... 3.5. Sistema de vaporización................................................................................................................................

4. Herramientas de diagnóstico energético............................................................................................................ 4.1. Diagnóstico preliminar.................................................................................................................................... 4.2. Estudio detallado de las soluciones de ahorro por medidas operacionales y de mantenimiento o de buenas prácticas operacionales (bpo)........................................................................................................................................ 4.3. Estudio de las soluciones de ahorro de energía por medidas de cambio tecnológico.............................................................................................................

5. Identificación de ineficiencias y formulación de medidas de ahorro........................................................ 5.1. Secuencia de identificación de ineficiencias con enfoque a la aplicación de medidas................................................................................................................................. 5.2. Mediciones de consumo y variables de proceso................................................................................ 5.3. Análisis de ineficiencias en consideración del problema, de la causa y solución. ...............................................................................................................................

6. Oportunidades de ahorro energético..................................................................................................................

7. Opciones en el mercado para ahorro de energía..............................................................................................

Glosario de terminos.........................................................................................................................................................

Conversion de unidades..................................................................................................................................................

Bibliografia............................................................................................................................................................................

Contenido3

99

1214

1616202020202020212121

212125262732

3333

33

34

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36

43

46

50

51

52

La Cámara de Comercio de Bogotá-CCB es una institución de servicios de carácter privado que representa al sector empresarial y a la comunidad en su conjunto que, en aras del bienestar general de la comunidad, promueve programas y desarrolla actividades que contribuyen al desarrollo económico, social y cívico de la ciudad de Bogotá D.C. y su zona de influencia.

La Cámara de Comercio de Bogotá suscribió el convenio ATN/ME-11056 con el Banco Interamericano de Desarrollo en su calidad de Administrador del Fondo Multilateral de Inversiones (BID-FOMIN), el cual tiene por objeto la Promoción de Oportunidades de Mercado en Energías Limpias y Eficiencia Energética. Dentro de este proyecto se encuentra el desarrollo de las guías metodologicas sectoriales para realizar diagnósticos energéticos.

En la actualidad las pequeñas y medianas empresas del sector floricultor concentran sus esfuerzos para mejorar el rendimiento de sus procesos, los cuales están plenamente ligados al consumo de recursos energéticos, en donde la mayoría de los casos tienen un alto impacto en los costos de operación. Por tal motivo las Pymes buscan reducir sus consumos energéticos y a su vez incrementar la productividad de sus procesos mediante la implementación de nuevas tecnologías, optimizando los recursos energéticos tomando como base los diferentes procedimientos y estrategias existentes.

Por otra parte, una de las tareas más importantes es el alineamiento de todos los aspectos, metas y objetivos de la administración de los recursos energéticos, con los objetivos estratégicos de la empresa a través de una política energética.

Las principales deficiencias en la gestión generan importantes incrementos de los consumos y costos energéticos en una empresa. Ellas están relacionadas con los esfuerzos aislados, la falta de coordinación, planeación, conocimiento, procedimientos, evaluación, por la dilución de responsabilidades y por la carencia de herramientas de control.

El objetivo de la gestión de la energía es lograr la mayor reducción posible en los consumos energéticos, utilizando la tecnología disponible en la empresa e implementando las modificaciones necesarias para alcanzar la máxima eficiencia y la mayor rentabilidad. Lograr este objetivo de forma permanentemente requiere de la implementación de un sistema de gestión, cambios de hábitos y generación de una cultura energética.

En este documento se establece una guía metodológica para realizar estudios de eficiencia energética en las instalaciones de Pymes asociadas al sector Floricultor. El objetivo principal es brindar un apoyo técnico a los empresarios, gerentes y personal técnico-operativo en los siguientes aspectos:

• Establecer medidas de ahorro por ejecución de buenas prácticas operacionales y de mantenimiento.• Formular un plan de administración y manejo de energía.• Referenciar los avances tecnológicos propios del subsector. • Propuesta de manejo de indicadores energéticos a través de formatos para la aplicación de un plan de control y monitoreo.

Se espera que esta guía permita a este sub-sector fomentar una cultura organizacional de ahorro energético, que lleve a la industria PYME a la sostenibilidad y optimización de sus recursos y procesos, alcanzando:

• Reducción de costos, aumento de la eficiencia, y disminución del impacto ambiental.• Mejoramiento continúo del desempeño energético.• Aumento del compromiso y conocimiento de las consideraciones energéticas.• Mejora de la comunicación en la administración de los recursos energéticos al interior de la organización.

Introducción

9Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

1.1 Descripción general de subsectorPor muchos años la floricultura ha realizado importantes contribuciones a la economía nacional gene-rando divisas y empleo, siendo un ejemplo de esfuerzo característico en los empresarios Colombianos.

La producción de flores en Colombia está destinada primordialmente a la exportación, siendo el se-gundo exportador en el mundo después de Holanda y representando el 14% del valor mundial de las exportaciones del producto.

Este sector pertenece al Sector Agrícola Exportador, el cual, para la economía nacional es una de sus principales fuentes de ingreso puesto que representa el 6.6% del PIB agrícola colombiano. De acuerdo a lo anterior, dicho resultado se refleja en la magnitud de las áreas cultivadas (7.500 hectáreas), donde la mayor extensión de cultivos se encuentra en Cundinamarca con un 76% , en Antioquia el 19% y en el centro y occidente del país el 5%. La producción de flores se concentra en en las rosas, seguida por la de claveles, teniendo en cuenta que Colombia es el principal productor-exportador mundial de dicha variedad de flor. A continuación (Tabla 1.) se muestra la distribución de la producción por variedad de flor:

Durante varios años la demanda de flores en Colombia dependió básicamente de las temporadas fes-tivas de los mercados consumidores, haciéndolas fluctuantes y variables al comportamiento de estos. Se identifica como los periodos de mayor demanda de flores en el año el día de San Valentín (entre la semana 3 y la semana 5 del año), el día de las madres (semanas 15 a 17 del año) y el día internacional de la mujer (semana 10 del año).

En los últimos años Colombia se ha consolidado en el mercado de las flores como el principal provee-dor de los Estados Unidos, convirtiéndose este en el mayor destino de las exportaciones del país.

En gráfica 1 se presenta el comportamiento de la exportación de flores durante el periodo desde el año 2000 hasta el año 2004 en millones de dólares y miles de toneladas:

1. Entorno del subsector productivo

Producto Productoporcentual (%)

Rosas 32

Claveles 14

Mini claveles 7

Crisantemos y pompones 8

Astromelias 5

Otros 33

Los demás 1

Tabla 1. Distribución porcentual de la producción de flores en Colombia.

10 Guia metodológica para el uso eficiente de la energía en el subsector floricultor

Por otra parte, el comportamiento de las exportaciones durante el año 2011 aumentó en los dos prime-ros meses tanto en valor (40 %), como en volumen (23 %), en comparación con igual período de 2010.

Mientras en enero y febrero del año 2010 se exportaron 32.487 toneladas de flores por 166,8 millones de dólares, en el primer bimestre de 2011 se enviaron a los mercados internacionales 39.965 tonela-das por valor de 234,4 millones de dólares.

Gráfica 1. Distribución porcentual de acuerdo a los productos mencionados.

Gráfica 1A. Incremento de las exportaciones periodo 2010-2011

720

700

680

660

640

620

600

580

560

540

2000 2001 2002 2003 2004

600

500

400

300

200

100

0

700

Miles de Dólares (US)

Mile

s d

e D

óla

res

(US)

Miles de Toneladas

Miles d

e Tonelad

as

Exportación de flores de Colombia2000-2004

45000

40000

35000

30000

25000

20000

15000

10000

5000

0

2010 2011

Flo

res

(Tcn

)

Incremento en exportaciones de flores Colombia 2010-2011

32.487

39.965


Panorama general PYME industria Floricultora

La industria floricultora en Colombia genera una gran cantidad de empleos en sus zonas de influencia. El total de empleos generados es de 219.323, de los cuales 120.640 son directos y 68.683 son indirectos. Cabe aclarar que el sector genera el 25% del empleo rural femenino en Colombia, en donde se han visto muy beneficiadas especialmente las madres cabeza de familia.

Se estima que el sector ocupa 16 trabajadores por hectárea cultivada, caracterizándolo por emplear más personal por hectárea que otros sectores como el caficultor (0.8 trabajadores/hectárea) y el sec-tor algodonero (0.2 trabajadores/hectárea).

La distribución porcentual de la mano de obra está representada principalmente por los empleos direc-tos, a continuación se presenta la distribución general de los empleos en el sector:

Gráfica 1B. Características generales de la mano de obra en el sector floricultor

Directa Indirecta

54

52

50

48

46

44

42

Flo

res

(Tcn

)

Distribución de mano de obra en el sector floricultor

54

46

Operario Admon tec. y Prof.

100

80

60

40

20

0

Flo

res

(Tcn

)

Clasificación de obra en elsector financiero

93

7


El sector floricultor cuenta con distintas ventajas de carácter natural y económico, las cuales han aportado diversas fortalezas para sobresalir en el mercado internacional. Algunas de estas ventajas se enuncian a continuación:

• Bajos costos en mano de obra, almacenamiento y transporte, debido a la cercanía a los lugares de embarque (Aeropuertos) • Acceso varios países del mundo, gracias a la presencia de los dos océanos. • Clima y topografía adecuada para la producción.• Primer productor-exportador de claveles del mundo. • Nivel de mano de obra; cerca de un millón de colombianos dependen de la floricultura • Cuenta con importantes programas de responsabilidad social, además del apoyo de organizacio nes nacionales e internacionales. • Alta competitividad gracias a las preferencias arancelarias de ingreso al mercado de Estados Unidos otorgadas por el sistema ATPDEA .

De acuerdo a lo anterior, el sector floricultor en Colombia está en la capacidad de exportar el 95% del total de la producción de flores, propiamente flores cortadas (rosas y claveles principalmente).

1.2 Descripción general de los procesos productivos del subsector

El proceso productivo de las flores en Colombia se compone de cuatro (4) etapas las cuales son:

• Propagación plantas madres.• Propagación enraizamiento.• Producción. • Post-cosecha.

En la primera etapa se realiza la propagación mediante las plantas madres, la cual es el área del cul-tivo donde se siembran las plantas con el fin de producir esquejes. Posteriormente se presentan los bancos de enraizamiento, proceso en el cual se toman los esquejes para la producción de raíces, cosa que dará pie al crecimiento y desarrollo de la planta final.

Foto 1. Cultivos de rosa roja, amarilla y blanca. Finca floricultora de la sabana de Bogotá


En la tercera etapa de producción, los esquejes son enraizados para ser sembrados, por lo que se realizan procesos previos como lo son la preparación de suelos, siembra, riego, fertilización, entre otros esenciales para el desarrollo de las flores.

En la última de producción se realiza la selección de la flores, empaque, tratamiento sanitario y su conservación para la exportación en cuartos fríos. En la figura 1 se presenta el esquema general del proceso de producción de flores:

Foto 2. Bombas del proceso de riego y fertilización de Bogotá

CONSTUCCIÓN YMITO DE INFRAESTRUCTURA

PLANTASMADRE

BANDOS DE ENRAIZAMIENTO

PREPARACIÓN SUELO

COSECHA

DESINFECCIÓNSUELO

CLASIFICACIÓN

DESPACHO

EMPAQUE EMPAQUE

TRATAMIENTO SANITARIO

ALMACENAMIENTO

SIEMBRA

RIEGO YFERTILIZACIÓN

CONTROL DEPLAGAS Y

ENFERMEDADES

Flores mercadonacional Flores de

exportación

Figura 1. Diagrama general del proceso de producción de flores en Colombia.


1.3 Utilización de la energía en los procesosEn los procesos productivos del sector floricultor la principal fuente de energía es la eléctrica. En algu-nas ocasiones la energía proveniente de combustibles también hace parte de los procesos indirectos en la producción, pero su participación porcentual con respecto a la energía eléctrica es mínima.

Los sistemas consumidores de energía eléctrica involucrados en el proceso productivo de las empre-sas pertenecientes al subsector floricultor son:

• Sistemas de refrigeración• Sistemas de bombeo• Equipos de proceso (transportadores, cortadoras, etc.)• Sistema de vaporización• Sistemas de iluminación y ofimáticos

La distribución porcentual característica del consumo de energía eléctrica en los procesos productivos del sector floricultor, muestra que los sistemas de mayor incidencia son los sistemas de refrigeración y bombeo. En algunas aplicaciones los equipos vaporizadores de azufre utilizados para control de plagas, representan el sistema de mayor consumo d energía. En la tabla 2 se presenta la distribución porcentual característica del consumo de energía eléctrica del sector:

Foto 3. Equipos de conservación (cuartos fríos) y equipos de preparación de producto terminado (cortadora de espinas)

Tabla 2. Distribución porcentual del consumo de energía eléctrica del sector floricultor.

Sistema % Participación

Vaporización 33%

Bombeo 31%

Proceso 17%

Refrigeración 10%

Ofimáticos 6.3%

Otros 1.2%

Iluminación 0.9%

Total 100%


Por otra parte, el consumo de combustibles (generalmente gas natural) está asociado básicamente a vehículos pesados para transporte dentro de las fincas procesos de calentamiento de agua, cocción de alimento en casinos, entre otros.

El comportamiento energético del sector floricultor Colombiano se describe mediante la siguiente matriz energética:

El perfil de la matriz energética muestra que el 58 % de los consumos tiene como fuente el carbon mineral con aplicación en los procesos termicos de calderas y uso del calor en forma directa para la desinfección. El 30% lo constituye la energia eléctrica con enfasis en fuerza motriz e iluminación. El 6% se presenta en el diesel aplicado a Plantas Electrógenas y el parque automotriz para transporte de materia prima y producto final. El 2% corresponde al uso de gasolina para los vehículos livianos. El 3.9% restante está representado por el crudo de rubiales, crudo de castilla, gas natural y GLP.

Tabla 2A. Distribución porcentual del consumo de energía eléctrica del sector floricultor en Colombia.

Gráfica 2. Distribución energética por sistemas - sector floricultor.

Matriz Energética por fuentes

Energético Consumo final (Tcal) Participación porcentual %

Carbón mineral 24.084 58

Energía eléctrica 12.270 30

Diesel 0.25916 6

Gasolina 0.105 2

Crudo de Rubiales 0.007 1.5

Crudo de Castilla 0.04 1

Gas natural 0.026 0.8

GLP 0.0138 0.6

TOTAL 41.499 100

Vaporización Bombeo Proceso Refrigeración Ofimático Otros Iluminación

35%

30%

25%

20%

15%

10%

5%

0%

Distribución típica porcentual del consumo de energía por sistemas Sector floricultor

33% 31%

17%

10%

6.3% 1.20% 0.90%


2.1 Caracterización energética del subsector productivoEs un procedimiento de análisis cuantitativo y cualitativo, que permite apreciar la eficiencia con la que el establecimiento o empresa está administrando los recursos energéticos requeridos en sus procesos productivos. La caracterización energética es el paso previo para la implementación plan de adminis-tración de energía.

El análisis cualitativo se usa como herramienta para conocer las debilidades en cuanto a la administra-ción de los recursos energéticos. En cuanto al análisis cuantitativo, se utiliza para conocer niveles de eficiencia de los procesos y equipos que participan en estos, así como también de las pérdidas y los lugares donde se producen y la identificación de los potenciales de ahorro energético.

Para el desarrollo de la caracterización se plantean a continuación las pautas para un adecuado análi-sis cuantitativo y cualitativo de la empresa y sus procesos productivos.

58%

2%

1.5%

1%

0.8%

0.6%

30%

6%

Carbon mineralEnergia eléctricaDieselGasolinaCrudo de RubialesCrudo de CastillaGas naturalGLP

Gráfica 2A. Participación porcentual típica por tipo de energético sector floricultor

2. Plan de administración energética del subsector productivo


Información base para la administración de la energía.

Para este punto se requiere la obtención de in-formación relevante de consumos de energía por facturación mensual e información de producción mes a mes. Con la información obtenida de con-sumo y producción se debe establecer una corre-lación, con el fin de determinar cómo se encuen-tra la planta en términos de eficiencia energética, para esto se pueden encontrar los siguientes es-cenarios:

• La energía aumenta, pero a su vez se incrementa el nivel de producción

• La energía disminuye, de acuerdo a un nivel de producción más bajo

• La energía aumenta, pero a un nivel de produc-ción inferior

De los posibles casos presentados anteriormente se puede concluir lo siguiente, los dos primeros son ideales y debe ser la meta de un programa de eficiencia energética, se podría concluir que la energía guarda una buena correlación con los niveles de producción. El último caso denota un uso deficiente de la energía porque a pesar que la producción disminuye, la energía aumenta. Estos casos deben ser estudiados en detalle, las altera-ciones en el consumo de energía pueden verse afectados por factores alternos a la producción, sin embargo es posible tomar como guía la com-paración entre estos dos parámetros, en los casos en los que no se encuentren relaciones muy cer-canas entre energía y producción, es necesario evaluar que acontecimiento atípico ocurrió el mes donde no se encontró correlación, esto puede verse reflejado en la inclusión de nuevos consumi-dores no asociados a la producción por ejemplo.

Información técnica general de la empresa y sus procesos productivos.

La información técnica general hace referencia a la información sobre los sistemas y equipos que intervienen en los procesos productivos de la em-presa, esto es, elaborar un inventario con el fin de desarrollar una distribución energética de la empresa y de esta manera tener claro los equipos y sistemas más relevantes en cuanto a consumos energéticos.

Como información general también se deben te-ner en cuenta los consumos energéticos del esta-

blecimiento, tomando el valor aproximado de las facturas de energía, combustible, diesel y demás energéticos que la empresa demande, así como también se debe tener el registro de las tarifas unitarias asociadas a cada tipo de energético ($/kWh., $/m3, $/GAL, entre otros).

Administración de la energía en la empresa.

A continuación se presentan los aspectos básicos que se deben tener en cuenta para llevar una ade-cuada administración de la energía.

1. Un responsable de los asuntos energéticos de la empresa.

2. Se deben plantear metas y estrategias en cuan-to al consumo de energía.

3. Debe existir un control (toma de datos de ener-gía y producción) y procesamiento de datos para un adecuado manejo de la eficiencia energética de la planta.

4. Se debe contar con un plan estratégico para la corrección de ineficiencias encontradas en la empresa.

La caracterización de la empresa se complementa con la identificación de la capacidad de innova-ción tecnológica en los procesos productivos y en las áreas o equipos no asociadas a éstos. Otras herramientas aplicables a las actividades son: Diagramas de correlación E Vs. P, diagramas de índice de consumo Vs. producción equivalente y gráficos de tendencia.

A continuación se presenta una metodología para la toma de información y procesamiento de la mis-ma, con el ánimo de elaborar una correcta carac-terización energética.En esta etapa se busca determinar posibles ano-malías en el comportamiento de los consumos a través del tiempo comparando producciones y consumos pasados con los actuales o los más recientes, identificando mejoras o desaciertos en las políticas productivas y energéticas tomadas en el pasado.

Para poder caracterizar energéticamente una em-presa, se utilizan las siguientes herramientas:

• Diagrama de Dispersión y Correlación

Es un gráfico que muestra la relación entre los da-tos obtenidos, en este caso consumo de energía


y niveles de producción, mes a mes. Su objetivo es mostrar la correlación, positiva o negativa entre las variables antes mencionadas.

El objetivo principal de este tipo de gráfico es mostrar si las variables incluidas en la gráfica están co-rrelacionadas entre sí. A continuación se presenta el procedimiento de construcción de un diagrama de dispersión:

¿Cómo preparar un Diagrama de Dispersión?

1. Toma de la información necesaria, por ejemplo kWh/mes, Gal/mes, m3/mes, vs. Ton de producción/mes

2. Tabular los datos de manera tal que los exista una relación entre una variable y otra, por ejemplo para confrontarse, las variables deben corresponder a comportamientos de un mismo mes.

3. En la herramienta Excel, seleccione gráfica y luego gráfica de dispersión (X, Y).

4. Se deben seleccionar los datos de tendencia y realizar click con el botón derecho y en formato de línea de tendencia opciones seleccione presentar ecuación del grafico y presentar R del gráfico.

5. Si el valor de R es mayor de 0.6 podemos decir que hay buena correlación y podemos hacer proyec-ciones futuras con base en la ecuación mostrada.

6. Para la correlación de Consumo Vs. Producción se debe tratar de encontrar una correlación lineal, en caso de no encontrarse una correlación lineal, es posible evaluar el mes donde se encuentre un comportamiento atípico y de esta forma determinar que este comportamiento en este mes no es re-presentativo dentro de la tendencia histórica de consumo de energía.


A continuación se presenta un ejemplo con datos de consumos de energía y producción generales con el fin de identificar los puntos antes mencionados.

76.000

74.000

72.000

70.000

68.000

66.000

64.000

62.000

60.000

40

0.0

00

60

0.0

00

80

0.0

00

1.0

0..0

00

1.2

00

.00

0

1.4

00

.00

0

1.6

00

.00

0

1.8

00

.00

0

2.0

00

.00

0

KW

h/m

es

Dispersión: Energía eléctrica Vs. Producción

Mes Tallos/mes Energía (kWh/mes) Indicador (kWh/tallo)Ene-10 1.242.793 65.109 0,052

Feb-10 880.324 73.885 0,084

Mar-10 717.452 65.810 0,092

Abr-10 1.420.277 74.437 0,052

May-10 655.525 69.685 0,106

Jun-10 825.059 64.968 0,079

Jul-10 625.844 62.012 0,099

Ago-10 527.449 63.675 0,121

Sep-10 714.918 67.568 0,095

Oct-10 533.848 61.728 0,116

Nov-10 568.620 63.589 0,112

Dic-10 513.153 63.973 0,125

Ene-11 1.567.817 67.527 0,043

Feb-11 1.012.534 72.003 0,071

Mar-11 548.446 60.225 0,110

Abr-11 1.835.384 65.089 0,035

May-11 839.687 65.492 0,078

Jun-11 769.721 62.833 0,082

Jul-11 1.018.566 59.481 0,058

Ago-11 663.656 62.832 0,095

Gráfica 2. Gráfica de dispersión con índice de correlación.

Tabla 3. Modelo de información para construcción de un diagrama de dispersión.


2.2 Responsabilidad de la dirección dentro del plan de ad-ministración de energía.El compromiso del responsable del plan, es el procesamiento de la información recopilada de energía y producción, establecimiento de las metas, actividades y compromisos para la reducción de costos energéticos.

2.3 Estructura de la organización técnica. En esta etapa se efectúa el análisis de diagramas de distribución energética, diagramas unifilares, iden-tificación de los equipos y sistemas claves en la empresa.

2.4. Construcción e implementación de indicadores.Los instrumentos para determinar los indicadores energéticos son: encuesta cualitativa, diagramas de correlación consumo de energía (E) Vs. Producción (P) y gráficos de pareto y diagnostico de recorrido a las áreas y procesos.

2.5. Plan de control y monitoreo.El monitoreo es la herramienta que permite evaluar el comportamiento del consumo de la energía, tanto eléctrica, como térmica, con respecto a una base de referencia, una vez identificado alguna variación negativa en el comportamiento de dicho indicador, se toman las acciones correctivas para regresar a las condiciones iniciales o mejorarlas incluso (control).

Para un correcto dimensionamiento de un plan de control y monitoreo es necesario definir como míni-mo los siguientes aspectos.

• Definición de metas para el control de indicadores de administración de la energía.• Definición de los alcances del plan.• Identificación de las variables de control (indicadores).• Registros para la toma de información (planillas de control).

2.6. Variables de control y monitoreo.Para establecer las variables de control y monitoreo, se debe identificar los eventos que tienen impacto en la variabilidad de los consumos energéticos. Es necesario realizar actividades de reconocimiento con el personal operativo de cada turno, con el fin de identificar dichas variables y acciones correcti-vas al respecto.

2.7. Vigilancia tecnológica.Con el propósito de contribuir con el desarrollo de nuevas tecnologías asociadas a los procesos de la empresa con mayor consumo energético, y de fortalecer las capacidades y competencias que ayuden a la innovación, se deben valorar las necesidades energéticas y tecnológicas asociadas a la productivi-dad de la empresa, teniendo en cuenta los indicadores y metas de ahorro energético, para este punto se debe encontrar apoyo en consulta web, apoyo en proveedores de equipos y empresas de consulto-ría, con el fin de mantener una continua actualización de los nuevos equipos o tecnologías disponibles en el mercado.


2.8. Medidas de uso racional y eficiente de la energía.En esta etapa se deben valorar técnica, económica y ambientalmente las medidas de ahorro energéti-co a corto, mediano y largo plazo. Las medidas de ahorro obtenidas se pueden clasificar en: medidas operacionales y de mantenimiento y medidas de cambio tecnológico, y esta última debe ser evaluada por el costo de la inversión, por el tiempo de recuperación y por el tiempo de la ejecución.

2.9. Implementación de mejoras energéticasEn esta actividad se implementan las soluciones que generan un ahorro energético asociado a proceso productivo de la empresa.

2.10. Evaluación de resultados Se debe realizar una evaluación de los resultados obtenidos, de acuerdo a la implementación de me-didas de ahorro, en este punto es de mucha importancia los gráficos de correlación previamente de-terminados.

En este ítem se expondrán los diferentes aspectos técnicos de funcionamiento de los principales equi-pos que pertenecen a los diferentes sistemas consumidores de energía que habitualmente se encuen-tran en las empresas de la industria del sector floricultor.

3.1 Sistema de refrigeración.En la industria floricultora uno de los sistemas de mayor consumo de energía es el sistema frigorífico. Este es el encargado de la conservación tanto de la materia prima (tallos, plantas madres, etc), como del producto terminado (Flores, rosas, claveles, etc.).

El esquema funcional de un sistema frigorífico básico se ilustra en la Figura 2:

3. Fundamentos técnicos - energéticos involucrados en el proceso productivo

Figura 2. Esquema básico de un sistema frigorífico.


El sistema de refrigeración cuenta con unas etapas donde ocurren fenómenos termodinámicos al químico refrigerante, que en la mayoría de veces es el R22 o el R134A. A continuación (Figura 3.) se presentan las etapas de un ciclo de refrigeración común y su descripción:

1. En el evaporador el refrigerante cambia de estado, para que se evapore (cambio de estado) todo el líquido en el evaporador ha de existir una diferencia de temperatura. En el momento que se ha eva-porado el líquido, el gas empieza a absorber calor del exterior y se recalienta. Teniendo en cuenta la presión de baja, con un termómetro podremos saber donde hay líquido o gas.

2. La presión se mantiene constante en todo el evaporador (excepto las pérdidas de carga). A la salida del evaporador el refrigerante es 100% gas y se aísla la tubería hasta el compresor para evitar más recalentamiento.

3. El gas cuando llega al compresor es aspirado y lo expulsa a una presión superior (lo comprime) y a una temperatura superior.

4. Para volver a utilizar el refrigerante debemos licuarlo en el condensador. Para conseguir la conden-sación del refrigerante también ha de existir una diferencia de temperatura entre el condensador y el aire externo (dt). Una vez condensado todo el gas en líquido, se sub-enfría el líquido. 4/6 partes del condensador tienen la misión de condensar y 1/6 en sub-enfriar. El manómetro de alta nos indica la presión a la cual condensa y es constante en toda la parte de alta.

5. El refrigerante que proviene del condensador se almacena en el recipiente en estado líquido (recibidor).

Los elementos que componen un sistema frigorífico son:

CompresorLa misión del compresor es la de aspirar el gas que proviene del evaporador y transportarlo al con-densador aumentando su presión y temperatura. Se tienen diferentes tipos de compresores, entre los que se tienen:

• Alternativo. • Rotativo. • Tornillo. • Centrífugos. • Scroll.

Figura 3. Etapas de un sistema de refrigeración.

Evaporador

Linea de líquidoDescarga

Condenzador

Expansión

Compresor

1

3

2

4

Lineas deaspiración


Estos se pueden clasificar en:

• Herméticos: Tanto el motor como el compresor están dentro de la misma carcasa y es inaccesible. Van enfo-cados a pequeños equipos de carga crítica. En la figura 4 se muestra la ilustración de un compresor hermético.

• Semi-herméticos: Es igual que el anterior pero es accesible, se puede reparar cada una de sus partes.

• Abiertos: Motor y compresor van separados y la transmisión de potencia se realiza a través de correas.

Figura 6. Compresor abierto.

Figura 5. Compresor Semi-Hermético.

Figura 3.8. Compresor Hermético.


Meses Unidad de producción (Ton)

Consumo de energía (kWh/mes)

Indíce de consumo (kWh/unidad de producción)

Ene-06 9.006 327.236 58,39

Feb-06 8.217 324.935 63,26

Mar-06 9.076 374.527 66,22

Abr-06 7.101 371.442 80,33

May-06 8.704 412.329 74,54

Jun-06 9.263 405.983 69,01

Jul-06 9.634 415.889 69,02

Ago-06 9.527 402.914 67,75

Sep-06 10.032 420.133 67,60

Oct-06 11.100 451.724 65,03

Nov-06 11.085 445.578 64,65

Dic-06 10.864 456.996 67,90

Promedio 9.637 407.539 67

EvaporadorEl evaporador es el lugar de la instalación donde se produce el intercambio térmico entre el refri-gerante y el medio a enfriar. En los evaporadores inundados la transmisión de calor es uniforme, en los secos es una mezcla de gas y líquido pulveri-zado.

La cantidad de calor que absorbe el evaporador depende de la superficie, la diferencia de tempe-ratura (entre el exterior y la temperatura de eva-poración) y el coeficiente de transmisión de calor (K) que es inherente al material constructivo. La cantidad de calor que puede absorber el evapo-rador viene expresado en Kcal/h o Kcal/h, BTU/h o TR (Toneladas de refrigeración.)

Los evaporadores pueden ser estáticos o de tiro forzado, según el dt (diferencia de temperatura) que queramos conseguir.

CondensadorEl condensador tiene la función de mantener en contacto los gases que provienen del compresor con un medio para licuarlo, es decir llevarlo de estado gaseoso a líquido pasando a través de su temperatura de condensación.

Una parte del condensador tiene la función de quitar el calor sensible (1/6 del total), cuando lle-gamos a la temperatura de condensación ya no podemos enfriar más y empezamos a condensar, (5/6 del total).

El condensador suele ser un 30% más grande que el evaporador.

La capacidad del condensador es la cantidad de calor que este es capaz de extraer al refrigerante. Si disminuimos la temperatura de condensación, este podrá ser más pequeño, también nos modi-fica la capacidad del condensador la relación de compresión, o la diferencia de presión entre la baja y la alta.

Buenas prácticas Ambientales: Recuperación y Reciclado de Refrigerantes

En noviembre 15 de 1990, la Ley para Aire Limpio (CAA) formuló estatutos que incluyen una sección llamada Protección del Ozono Estratosférico, que contiene regulaciones muy amplias sobre la pro-ducción y uso de CFC's, halones, tetracloruro de carbono, metilcloroformo y los substitutos HCFC's y HFC's. Estas reglamentaciones, que deben cum-plirse en los próximos 40 años, afligirán a toda

industria que utilice sustancias con cloro y bromi-nadas que impacten de forma negativa el ozono estratosférico.

Gracias a las distintas leyes que administran la liberación de sustancias refrigerantes clorofluo-rocarbonados (CFC's) hacia la atmósfera, durante los últimos tiempos ha traído como consecuencia el avance de instrucciones para recuperar, reci-clar y reutilizar este tipo de sustancias.

Las definiciones de estos términos se describen a continuación:

Recuperación.Consiste en retirar la sustancia refrigerante de un sistema en cualquier condición que se encuentre, y llevarlo a un recipiente de almacenamiento ex-terno. Este procedimiento no requiere pruebas o procesos de ensayo de cualquier índole.

Reciclado. Consiste en limpiar el químico refrigerante para reutilizarlo, para lo cual se separa el aceite y se hace fluir una o varias veces a través de dispo-sitivos, tales como filtros deshidratadores recar-gables de bloques desecantes, reduciendo la hu-medad, acidez e impurezas. Este procedimiento generalmente se aplica a procedimientos imple-mentados en el sitio de trabajo, o en un taller de servicio local.

Reproceso Consiste en reprocesar el refrigerante hasta las especificaciones de un producto nuevo mediante procesos de destilación. De igual manera se reali-zan análisis químicos del refrigerante, para verifi-car el cumplimiento de las especificaciones apro-piadas del producto. Este término, generalmente se refiere al uso de procesos o procedimientos, disponibles solamente en instalaciones o plantas que tienen la facilidad de reprocesar o fabricar re-frigerantes.

Los equipos para recuperación y manejo de refri-gerante, pueden dividirse en tres categorías:

1. Recuperación: Unidad que recupera o remue-ve el refrigerante.

2. Recuperación / Reciclado (R y R): Unidad que recupera y recicla el refrigerante.

3. Reproceso: Unidad que reprocesa el refrigeran-te dentro de las normas de la Agencia de Protec-ción Ambiental (EPA).


3.2. Sistema de bombeo de agua.

El consumo eléctrico para el bombeo de agua puede llegar a ser una partida importante dentro del consumo energético de una empresa floricultora, fundamentalmente en el proceso de riego y fertili-zación.

Para que una instalación de bombeo funcione satisfactoriamente desde el punto de vista energético, es necesario que haya sido dimensionada correctamente. El rendimiento de los motores de inducción, que son los que se utilizan en instalaciones de bombeo, disminuye cuando trabajan a cargas parcia-les, por lo que los motores excesivamente sobredimensionados trabajan permanentemente con bajos rendimientos.

Por otra parte, es bastante frecuente que las instalaciones de bombeo, por necesidades de servicio, tengan que trabajar durante periodos largos de tiempo, en condiciones distintas a las de diseño.

La bomba es una máquina que utiliza la energía motriz para suministrarla al fluido donde predomina la energía de presión para transportarlo desde un punto a otro de una conducción. Al pasar por la bomba, el líquido es acelerado en el impulsor (impeller), descargándolo por la carcasa a gran velocidad.

Las bombas frecuentemente usadas en el abastecimiento de agua son las centrífugas, horizontales y verticales. A continuación, en la figura 7 se muestra el esquema característico de una bomba centri-fuga.

Figura 6. Diagrama de unidad de bombeo tipo centrífuga.


Existen condiciones que afectan negativamente la eficiencia de la unidad de bombeo asociadas a los motores eléctricos. Las principales causas en la reducción de la eficiencia de estos equipos se mues-tran en la figura 7.

3.3. Sistema de motores.Los motores constituyen un equipo de gran importancia en las empresas dedicadas a la floricultura. Si se revisan cada uno de los sistemas que hacen parte del funcionamiento de la empresa se pueden identificar los casos más generales de uso de motores. A continuación se presenta una relación común de la ubicación de motores por sistemas de la empresa.

Los motores comúnmente utilizados en la industria y en este subsector son los motores de inducción, específicamente los del tipo de jaula de ardilla.

En los motores de inducción tipo jaula de ardilla existen cinco tipos de pérdidas, tres de ellas son dependientes de la carga y dos son pérdidas constantes y por lo tanto independientes de esta, a con-tinuación se mencionan cada una de ellas.

Pérdidas dependientes de la carga.• Pérdidas en los devanados del estator.• Pérdidas en la caja del rotor (pérdidas por deslizamiento).• Pérdidas misceláneas.

Pérdidas independientes de la carga.• Pérdidas en el núcleo del estator (pérdidas magnéticas)• Pérdidas por fricción.

Pérdidas en motores asociados a unidades

de bombeo.

P. Hidráulicas *

P. Mecánicas

• Por choque de entrada• Por fricción (accesorios, válvulas, reducción de díametros, etc)

•Por fricción en cojinetes•Por fricción del disco

Figura 7. Pérdidas asociadas a las unidades de bombeo.

RIEGO Bombeo de agua cruda

Bombeo de fertilizantes

CLASIFICACIÓN Motores de máquinas cotadoras

Motores bandas transportadoras


Es por esto que el factor de carga juega un papel importante en las pérdidas en los motores de induc en la Gráfica 3 se muestra la relación existente entre el factor de carga y la eficiencia para motores de inducción menores de 200 HP.

Se observa en la Gráfica 3., la eficiencia decae de manera importante a partir de 50% de factor de carga. Un buen indicador del estado de carga del motor es la relación que existe entre la corriente no-minal de placa y la corriente de operación del motor, además a esto es necesario considerar el efecto que tiene una alta variación de la tensión de alimentación con respecto a la nominal del motor.

3.4 Sistema de iluminación.Existe varios tipos de luminarias en los sistemas de iluminación utilizados en plantas de producción, fin-cas floricultoras, etc., pero básicamente se pueden clasificar o mencionar de acuerdo a las tecnologías de fuentes luminosas utilizadas comúnmente. Las principales son:

Figura 7. Pérdidas propias en motores.

Pérdidas propias en motores

P. Dependientes de la carga

P. Independientes de la carga

• En devanados del motor.• Por deslizamiento.• Miseláneas.

•Magnéticas.•Por fricción.

Gráfica 3. Relación entre el porcentaje de carga y la eficiencia de motores trifásicos de inducción.

100

45

50

25

00 20 40 60 80 100

Porcentaje de portencia nominal

Porc

enta

je d

e efi

cien

cia


• Fluorescentes.• Incandescentes.• Vapor de Sodio.• Vapor de Mercurio.• Haluros metálicos, Metal halide.• Mixta.• Halógena.

Las tecnologías en sistemas de control para iluminación utilizadas comúnmente son:• Fotoceldas.• Interruptores.

A continuación se describe cada una de las tecnologías mencionadas.

Lámparas fluorescentes lineales T12 con elementos magnéticos:

Son utilizadas comúnmente en gran cantidad del alumbrado interior de áreas de servicio, cocinas, só-tanos, pasillos y oficinas. Usualmente se encuentran en potencias de 39 y 40W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Buena eficacia luminosa.• Larga duración.• Mínima emisión de calor.• Bajo costo de adquisición• Buena distribución lumínica.• Fuente de interferencias y armónicos.

Figura 8. Identificación de lamparas fluorescentes lineales.

En Slimline= largo del tubo en pulgadasArranque rápido y =precalentado

Watts nominales

Lámparafluorescente

Formadel tubo

T= Tubular

Acabado: CV= Blanco fríoD= Luz del díaWW= Blanco cálidoLW= Blanco ligeroGO= Amarillo repelenteSP, SPX, etc...

Diámetro delbulbo en octavosde pulgada.

12= 12/8"= 11/2"

8= 8/8= 1"5=5/8"

F 14 T 12 D/

T9G20gr

T5G5T3G13

T12G13

T12G17d

T12Ga8


Lámparas fluorescentes lineales T8 con elementos electrónicos.

Son utilizadas comúnmente al igual que las T12 en gran cantidad del alumbrado interior de áreas de servicio, cuartos frios, pasillos y oficinas. Usualmente se encuentran en potencias de 17 y 32W. Las características de esta tecnología de iluminación son:

Las características de esta tecnología de iluminación son:

• Excelente eficacia luminosa.• Larga duración.• Mínima emisión de calor.• Bajo costo de adquisición.• Buena distribución lumínica.• No genera interferencias ni armónicas.

Lámparas incandescentes.

Son utilizadas comúnmente en lámparas, baños, parqueaderos. Se encuentran instaladas comúnmente en potencias de 80W y 100W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Baja eficacia lumínica.• Corta duración.• Gran emisión de calor.• Bajo costo de adquisición.• Buena reproducción cromática.• Encendido instantáneo.

Lámparas de vapor de sodio.

Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, perimetrales, parqueaderos, etc. En la mayoría de mon-tajes sobre postería y estructuras a gran altura, se encuentran instaladas en potencias de 150W, 250W, 400W y 500W.

• Las características de esta tecnología de iluminación son:• Muy buena eficacia lumínica.• Larga duración.• Poca depreciación de flujo.• Mala reproducción cromática.• Encendido no instantáneo.• Estabilización no instantánea.

Lámparas de vapor de mercurio.

Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, y parqueaderos. En la mayoría de montajes sobre poste-ría y estructuras a gran altura, se encuentran instaladas en potencias de 150W, 250W, 400W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Mediana eficacia lumínica.• Larga duración.• Gran depreciación de flujo.• Flujo luminoso no instantáneo.• Alta radiación de rayos ultra violeta.• Variedad de potencias.


Lámparas de haluro metálicos, Metal Halide:

Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, perimetrales y parqueaderos. En la mayoría de monta-jes sobre postería y estructuras a gran altura se encuentran instalados en potencias de 150W, 250W, 400W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Excelente reproducción de color.• Alta eficacia luminosa.• Poca depreciación de flujo.• Variedad de potencias.• Flujo luminoso no instantáneo.• Equipo Especial para reencendido en caliente.

Lámparas mixtas.

Son utilizadas usualmente en áreas exteriores, perimetrales y parqueaderos. En la mayoría de monta-jes sobre postería y estructuras a gran altura, se encuentran instaladas en potencias de 150W, 250W, 400W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Encendido inmediato.• No necesita equipos eléctricos auxiliares.• Buena reproducción cromática.• Sensibles a cambios de tensión.• Corta duración.• Baja eficacia luminosa.

Lámparas halógenas.

Son usualmente utilizadas en aplicaciones decorativas, incrustadas para iluminar pasillos, oficinas, ba-ños, etc., con el objetivo de lograr ambientes cálidos. Usualmente en potencia de 50W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Buena reproducción cromática.• Encendido instantáneo.• Variedad de tipo.• Bajo costo de adquisición.

•

Figura 9. Lámparas de Haluro Metálicos, Metal Halide.


• Elevada intensidad luminosa.• Apariencia de color calida.• Baja eficacia luminosa.• Corta duración.• Elevada emisión de calor.

Lámparas fluorescentes compactas.

Son usualmente utilizadas en áreas de servicios, en algunas edificaciones las utilizan para iluminar pa-sillos, oficinas, lámparas de aplicaciones, etc. En potencias de 11W, 20W y 27W.

Las características de esta tecnología de iluminación son:• Buena reproducción cromática.• Larga duración.• Facilidad de aplicación.• Mínima emisión de calor.• Variedad de tipos.• Buena reproducción cromática.• Costo de adquisición medio alto.• Acortamiento de vida por mínimo de encendidos.

Descripción de las tecnologías de los sistemas de control.

Fotoceldas.Una fotocelda es una resistencia, cuyo valor en ohmios varía ante las variaciones de la luz. La fotocelda se emplea para controlar el encendido automático del alumbrado. Las ventajas son que no se requiere intervención del personal para encender o apagar el sistema de iluminación que debe operar bajo condiciones lumínicas ambientales, logrando el consumo de energía necesario por horas de utilización.

Se debe estar atento al correcto funcionamiento de las fotoceldas ya que este es causa de que algunas lámparas de un sistema de iluminación controlado por estos dispositivos, permanezcan encendidas en horas del día cuando por los niveles lumínicos ambientales no se requiere.

Interruptores.Son un sistema de control que consiste en interrumpir el paso de la corriente del sistema de ilumina-ción a través de un mecanismo de activación manual. La desventaja desde el punto de vista energético es que la correcta y necesaria utilización del sistema de iluminación depende del personal encargado y por lo general se incurre en olvido dejando encendidas las lámparas innecesariamente. Tecnológi-camente se puede pensar en reemplazar el control de iluminación de interruptor por un sistema de control con sensores de presencia.• Sensores de presencia

Figura 10. Lámparas fluorescentes compactas.


Los sensores de presencia se diferencian de los de movimiento por su sensibilidad. En áreas de trabajo sedentario, como ser oficinas, aulas u otros, no es posible usar sensores de movimiento para controlar la iluminación. Los movimientos propios de las actividades en estos locales no son lo suficientemente importantes como para activar dichos sensores. Es por esto que se desarrollaron los sensores de pre-sencia, que sí pueden detectar pequeños movimientos como por ejemplo, el movimiento de una mano o el discado de un número telefónico.

3.5 Sistema de vaporización de azufre.Los vaporizadores de azufre son utilizados frecuentemente en la industria de la floricultura para reali-zar manejo fitosanitario en los cultivos de flores. Estos equipos se caracterizan por estar conformado de porcelana refractaria de alta conductividad y resistencia al choque térmico, permitiendo conservar el calor en su interior a diferencia de los materiales de origen metálico, por consiguiente el consumo de energía necesario para desarrollar el procedimiento de vaporización se realiza a un bajo costo.

Otra característica del vaporizador es que modifica el azufre hasta obtener un vapor saturado, que es equivalente a afirmar que el azufre en su estado líquido se encuentra en equilibrio con su vapor a una temperatura determinada. En la figura 11 se muestra los vaporizadores de azufre instalados en una finca floricultora de la sabana de Bogotá.

En las fincas floricultoras, varios estos equipos se encuentran instalados a lo largo de cada invernade-ro participando con un consumo de energía eléctrica global importante en la planta en general.

Generalmente los vaporizadores de azufre son operados en horarios en los que no se encuentre per-sonal operativo en cada invernadero, ya que el azufre en estado gaseoso es altamente tóxico al ser inhalado.

Figura 11. Lámparas fluorescentes compactas.


4.1 Diagnóstico preliminarEl objeto principal de este proceso es identificar las oportunidades o proyectos de ahorro de ener-gía en los equipos consumidores de energía en la industria floricultora. Para lograr este objetivo se establecen los siguientes pasos:

1. Diagnóstico de recorrido: el cual consiste en hacer un reconocimiento a las instalacio-nes y sistemas que tienen un mayor impacto en el con-sumo de energía, en donde se dispondrá de un formato de verificación y evaluación previa de los aspectos técnicos que tienen incidencia so-bre el tema.

2. Diagnóstico y análisis de energía: esta fase consiste en realizar un diagnóstico de energía de los sistemas y equipos de mayor impacto. Este análisis se desarrollará en las siguientes fases:

• Toma de datos característicos de cada equi-po a evaluar.

• Chequeo de las condiciones físicas y técnicas de los equipos, mediante una inspección visual detallada.

• Toma y registro de mediciones de las variables termomecánicas (Presiones, temperaturas, cau-dal y volumen) en cada uno de los equipos de los sistemas a tratar.

• Toma y registro de mediciones de las variables termomecánicas (presiones, temperaturas, cau-dal y volumen) en cada uno de los equipos de los sistemas a tratar.

• Análisis de las condiciones de operación de las unidades frente a los estándares establecidos por el fabricante.

• Determinación del rendimiento energético ac-tual de las unidades de los sistemas a tratar a par-tir de las mediciones eléctricas y termomecánicas realizadas.

• Valoración técnica y energética de cada unidad, que comprende el estado físico actual de compo-nentes, condiciones de operación, pérdidas ener-géticas por deterioro y obsolescencia.

3. Determinación de ineficiencias energé-ticas: con base en la información obtenida durante el diagnóstico de recorrido y de los resultados obtenidos de la valoración técnica y energética de las unidades, se establecerán las ineficiencias energéticas en donde se hará rela-ción de las principales causas que incrementan el consumo de energía.

4.2 Estudio detallado de las soluciones de ahorro opera-cionales y de mantenimiento o de Buenas Prácticas Opera-cionales (BPO). En esta fase de la primera etapa del proyecto, se establecerán las medidas de ahorro de tipo opera-cional y de mantenimiento pertinentes para cada equipo de los sistemas intervenidos con base en los resultados obtenidos en la fase de identifica-ción de puntos potenciales de ahorro. A continua-ción se da una breve explicación:

1. Determinación de las medidas de ahorro: se establecerán las medidas de ahorro por equipo a partir de las ineficiencias energéticas encontra-das. El carácter de estas son de tipo operacional y de mantenimiento. A continuación se da una explicación de estas:

• Medidas de Tipo Operacional: son aquellas que dan solución a ineficiencias que relacionan las malas prácticas operacionales sobre los equipos y sistemas, las cuales tienen que ver con las horas de utilización, ajustes de puntos de operación en controles de los procesos y sistemas, hábitos de operación de los equipos, y la programación de los procesos productivos.

• Medidas de Tipo Mantenimiento: son aquellas que dan solución a ineficiencias que relacionan las inadecuadas condiciones de operación (pre-siones, temperatura y humedad, caudales y volú-menes) y el estado físico y técnico de los equipos y sus componentes, así como también, las condi-ciones actuales del programa de mantenimiento.

2. Formulación de la matriz de ahorros alcan-zados: consiste en la cuantificación de los po-tenciales de ahorros de energía eléctrica que se

4. Herramientas de diagnóstico energético


esperan alcanzar con la implementación de las medidas de ahorro propuestas, la cual establece el porcentaje de ahorro, la cantidad de energía ahorrada y el valor económico que este represen-ta dentro del sistema a tratar haciendo referencia de la ineficiencia energética y su solución.

4.3. Estudio de las soluciones de ahorro de energía por medidas de cambio tecnológico.

En esta fase se establecerán las medidas de aho-rro de cambio tecnológico pertinentes con base en los resultados obtenidos en la fase de identifi-cación de puntos potenciales de ahorro por siste-ma consumidor. A continuación se da una breve explicación:

1. Análisis Comparativo de la Tecnología: en esta parte del estudio se realiza un análisis de las tecnologías existentes con respecto a aquellas que el mercado ofrece en estos momentos. Estos son los aspectos a seguir:

• Levantamiento de información básica de ubica-ción, espacio y dimensiones, tuberías de las ac-tuales de los equipos previamente seleccionados para su sustitución.

• Selección de equipos potenciales de última tec-nología y de alta eficiencia energética para la sus-titución de las actuales unidades.

• Análisis comparativo de las actuales unidades con respecto a los equipos candidatos, desde el punto de vista energético.

2, Análisis Económico de la sustitución: con-siste en determinar la inversión necesaria para el cambio, incluyendo costos de financiación, y los beneficios energéticos que genera dicha sustitu-ción. Finalmente, realizar un análisis de costo – beneficio para ver la viabilidad del cambio. Estos son los aspectos a seguir:

• Determinación de la inversión necesaria para la sustitución de las unidades teniendo en cuenta varias alternativas.

• Evaluación económica de la inversión de cada alternativa frente a los beneficios en materia del

ahorro de energía eléctrica, costos de manteni-miento, y estado tecnológico.

• Selección de la mejor alternativa teniendo como criterio principal la recuperación de la inversión con base en los ahorros potenciales de energía eléctrica.

3. Formulación de la matriz de cambio tecnoló-gico: se formula la matriz de sustitución de equi-pos en donde se presenta el potencial de ahorro de energía, la cantidad y el valor económico que este representa dentro del sistema, y el periodo de recuperación de la inversión.


5.1. Secuencia de identificación de ineficiencias con enfoque a la aplicación de medidas.El objetivo de este paso inicial es asegurar que el equipo que realizará el diagnóstico energético se encuentre preparado y organizado, para poder optimizar el aprovechamiento del tiempo que se invierta en la realización del trabajo. Se deberán revisar todos los antecedentes, estudios previos sobre algún sistema en particular o algún estu-dio específico sobre el manejo de la energía en la empresa, y juntar toda la información disponible sobre la instalación, para poder hacer una pla-nificación adecuada del trabajo. Las principales actividades para la identificación de ineficiencias deben ser como mínimo las siguientes.

Consecución de información

Si no se ha llevado a cabo con anterioridad algún tipo de diagnóstico energético se deberá solicitar la información de los últimos 12 meses de ope-ración; producción correspondiente y consumos energéticos y de materias primas, horarios típicos de operación de la planta.

Análisis de la información recopilada

Una vez recopilada la información es necesario el análisis de la misma, en lo que corresponde a elaboración de diagramas de tendencias de con-sumo de energía, establecimientos de indicadores de producción, elaboración de matrices fuente uso, entre otras.

Identificación de ineficiencias

En este paso se debe hacer el recorrido en la em-presa identificando oportunidades de ahorro de acuerdo a lo planteado en esta guía y de acuerdo a la experiencia del personal técnico de la empre-sa.

5.2. Mediciones de consumo y de variables de proceso.

El objetivo del trabajo de campo es obtener datos e información operacional de los equipos y siste-mas en la investigación detallada de la operación de los mayores consumidores de energía en la planta. El trabajo consta, principalmente, de tres partes: entrevistas, inspección y mediciones.

Los pasos a dar durante la visita a un estableci-miento para la realización de un diagnóstico ener-gético son las siguientes:

a. Comprobar que se cuenta con los equipos de medición mínimos para recopilar información ne-cesaria.

b. Valoración del proceso productivo que se ajus-te a las condiciones de la empresa.c. Levantamiento de la información del proceso productivo.

d. Selección del equipo que realizará las medicio-nes en la empresa.

e. Realización de las mediciones.

f. Planear la ejecución del trabajo.

g. Decidir los puntos necesarios y suficientes en los que se van a efectuar mediciones.

h. Dar instrucciones oportunas al personal de fábrica para que realice el trabajo necesario (co-nexión de equipos de medición, entre otros).

i. Constatar la calibración vigente de equipos de medición.

5. Identificación de ineficiencias y formulación de medidas de ahorro


5.3. Análisis de ineficiencias en consideración del problema, de la causa y de la solución.Para el manejo del análisis de ineficiencias se debe realizar una revisión por sistemas consumidores, es por esto que se ha definido una metodología para el repaso de cada uno de estos. La estructu-ra definida para esto se presenta a continuación:

Notas generales

Esta sección provee información general de equi-pos y sistemas considerados en cada sección.

Para investigar o preguntar

Esta sección provee los puntos para la elabora-ción de una lista de chequeo que permita el re-corrido en la empresa con el ánimo de facilitar la identificación de ineficiencias. Se ha dispuesto que tenga una pregunta afirmativa y una negati-va para evaluar la posibilidad de un estudio más detallado.

Resumen de medidas de ahorro

Al final de cada capítulo se presenta un resumen que consolida lo tratado a lo largo de la sección.

SISTEMA DE REFRIGERACIÓNNotas generales

Los sistemas de refrigeración en la industria flori-cultora representan uno de los principales consu-midores de energía eléctrica en este tipo de insta-laciones, por tal motivo se debe tener en cuenta su operación, mantenimiento, nivel de automati-zación y control, nivel de obsolescencia, etc.

En los sistemas de refrigeración como en todos los sistemas térmicos se van a presentar pérdidas de energía en forma de calor, los cual influye en el consumo de energía eléctrica del sistema. De igual manera, su inadecuada operación generará incrementos en la energía requerida por el com-presor para suplir la demanda.

Algunas consideraciones generales a tener en

cuenta en los sistemas de refrigeración se descri-ben a continuación:

• Se debe contar con una regulación detallada de la carga térmica del sistema y a su vez de la capa-cidad de las unidades de compresión.

• Incremento en la presión de aspiración (o la temperatura de evaporación), contribuye a dis-minuir

el consumo energético por parte de los compre-sores.

• La disminución de la temperatura de conden-sación contribuye a la reducción del consumo de energía eléctrica por unidad de refrigerante.

• El sub-enfriamiento del refrigerante en la línea de líquido con extracción de calor fuera del ciclo produce una mejora del rendimiento de com-presión.

• El recalentamiento del refrigerante en la línea de gas, con aumento del efecto refrigerante, generará una disminución del consumo energé-tico por unidad de refrigeración. Así, hay que procurar que tal recalentamiento se produzca en el evaporador o ambiente refrigerado.

• Es importante mantener limpias las superficies de intercambio térmico en condensadores y evapo-radores.

• Se deben evitar las infiltraciones de aire caliente desde el exterior al interior del recinto refrigera-

Figura 12. Reducción del trabajo (consumo de energía) del compresor.

Volumen

TRABAJOTRABAJO

Presión

Disminución en la temperatura de condensación

Aumento en la temperatura de evaporación


do o cuarto frio, ya que esto representa un au-mento de la carga térmica del sistema y por ende un mayor consumo de energía de la unidad de compresión.

• La operación de cuartos fríos a cargas parciales representa un consumo de energía innecesario.

• La no existencia de control de temperatura para un cuarto ocasiona el trabajo continuo de las uni-dades de refrigeración.

• Controles de temperatura descalibrados u ob-soletos, de lenta respuesta o que estén deshabi-litados generan sobre consumos de energía eléc-trica.

• La falta de controles y válvulas reguladoras de las líneas de succión compresor, genera la falta de control de las presiones en estos puntos ocasio-nando variaciones en las condiciones de opera-ción que aumentan el consumo de energía.

• Unidades compresoras con deficiencias o con limitantes en el control de flujo másico de refri-gerante en la succión reducen la posibilidad del ahorro de energía eléctrica.

• Las condiciones del aislamiento térmico de los cuartos fríos incide directamente en el compor-tamiento energético del sistema, ya que un defi-ciente aislamiento representa un incremento de la carga térmica del sistema.

Para determinar el incremento de la carga térmi-ca a través de paredes con aislamientos deterio-rados o sin aislar y de esta manera cuantificar los ahorros que se pueden obtener al corregir dichas anomalías, se utiliza el método de símil de resis-tencias térmicas. Esta teoría tiene en cuenta las temperaturas interior y exterior del recinto, la conductividad térmica del material de la pared, coeficiente de transferencia de calor por convec-ción y el espesor de la pared. A continuación se presenta los fundamentos teóricos para determi-nar dichas pérdidas de calor:

Donde: Flujo de de calor al interior (W)

Temperatura al exterior del recinto refrige-rado (T ambiente °C)

Temperatura al interior del recinto refrige-rado (°C)

Resistencia térmica total (°C/W)

La resistencia térmica total se determina median-te un símil de resistencia eléctricas, pero usando las conductividades térmicas de los medios de transferencia de calor. Esta resistencia total se calcula:

Estas resistencias térmicas son: por conducción, convección y/o Convección y radiación combina-das, y son determinadas mediante las siguientes expresiones:

Donde:

Espesor de la pared (m)

Conductividad térmica del material o pared (W/m)

Área transversal de transferencia de calor (m2)

Coeficiente de transferencia de calor por con-vección (W/m2 °C)

En el siguiente esquema (figura 13) se presenta el símil de resistencias para el cálculo de flujo de calor por paredes:

T∞1 - T∞2

RtotalQ =

QT∞1

T∞2

Rtotal

Rtotal = ∑Ttérmicas

Rconducción = LkA

Rconvección = Lh1A

Lk

Ah1


Para determinar el calor adicional ganado (carga térmica) por concepto de infiltraciones de aire ca-liente exterior al interior del recinto refrigerado y así determinar el ahorro de energía que se puede obtener al implementar buenas prácticas operacionales, se utiliza la teoría de Gosney y Olama:

Tamb1

V = Cinf A √H ( ( ))))

Pi - PeP1

2Pi

P2 1 +

1/23/2

1/3

Figura 14. Esquema gráfico de las infiltraciones de aire caliente a un recinto refrigerado.

Figura 13. Simil de resistencias térmicas

Recinto refrigerado

Pared AlrededoresTemperatura ambiente

Dirección de flujo de calor

Rinthorno

Rpared

Rextaire

Tamb2 T2 T1


V Caudal de aire infiltrado

Cinf: Área de la apertura

Altura de la apertura

Densidades del aire al interior y exterior del cuarto refrigerado (kg/m3)

Tiempo de operación con abertura

Tiempo de funcionamiento del sistema

Entalpía del aire interior y exterior A continuación se plantea algunas preguntas prácticas con el objetivo de conocer a mayor profundidad el sistema.


Si No ¿Se encuentran los aislamientos de las tuberías de succión de refrigerante en buen estado?

Si No ¿Están las unidades de compresión con la carga adecuada de refrigerante?

Si No ¿Los ventiladores de las unidades condensadoras funcionan correctamente?

Si No ¿Están los termostatos ajustados a las temperaturas requeridas Para conservación de las flores?

Si No ¿Las puertas de los cuartos fríos sellan correctamente?

Si No ¿Las paredes de los cuartos fríos se encuentran en buenas condiciones?

Si No ¿Se encuentran los termostatos averiados o desconectados?

Si No ¿Los ventiladores de los evaporadores funcionan correctamente?

Si No ¿Los cuartos fríos operan a cargas parciales la mayor parte del año?

Si No ¿Los cuartos fríos operan a cargas parciales la mayor parte del año?

Pi - Pe

0,692√m/sAH

ṁ = Pi - Pe

2 ( )

= ṁ(Hae - Hai) Δtabierta

Δtabierta

Q.

Q.

Δtfuncionando

Δtfuncionando

Hae - Hai


SISTEMAS DE BOMBEONotas generales

El sistema de bombeo de agua contribuye de manera importante al consumo de la energía eléctrica en los procesos de las empresas floricultoras del sector. Este sistema es uno de los más relevantes, ya que suministra el agua de riego con fertilizantes periódicamente. A continuación se plantea algunos consejos prácticos de buenas prácticas para la operación eficiente de este tipo de equipos.


Si No ¿Están las unidades adecuadamente seleccionadas para la tarea a realizar?

Si No ¿Está el sistema diseñado correctamente?

Si No ¿Es posible reprogramar los horarios de operación de los conjuntos motor – bomba de acuerdo a los períodos en los que la tarifa de energía son más bajos?

Si No ¿Se controla el flujo de agua para riego de la mejor manera posible?

Si No ¿Se han tenido en cuenta posibles incrementos de capacidad en el sistema?

SISTEMAS DE MOTORES ELÉCTRICOSNotas generales

Los motores eléctricos constituyen uno de los principales consumidores de energía eléctrica de una empresa floricultora, en esta guía se hace especial énfasis en los motores de inducción de jaula de ardilla por ser los más difundidos en el sector.

Se asumieron horas de operación al mes de 720 con una tarifa de 250 $/kWh y un porcentaje de carga de 75% para los cálculos respectivos.

La tabla 4 puede ser utilizada para determinar de manera sencilla los costos operativos por la potencia del motor.

En la tabla 3 se presentan principios básicos para estimar usos de energía en motores.

Valoraciones acerca de motores eléctricos

Costo de operación de un motor a un 75% de carga al mes $ 135.000 / HP (caballo de fuerza)

Requerimiento de potencia eléctrica de los motores 3 kW por cada 5 HP de carga del motor.

Corriente a plena carga para un sistema trifásico a 460 V. 1.2 A por cada HP de carga del motor.

Trifásico a 220 V 2.4 A por cada HP de carga del motor.


A continuación se plantea consejos prácticos para la operación eficiente de este tipo de motores.

Para investiar o preguntar

Si No ¿Existen motores de eficiencia estándar en la empresa?

Si No ¿Existen correas estándar (tipo V) instaladas en los equipos asociados a motores?

Si No ¿Existen motores operando en vacío?

Si No ¿Existe la posibilidad de uso de variadores de velocidad en algún proceso?

Si No ¿Existen motores sobredimensionados?

Si No ¿Está la tensión de alimentación de los motores balanceada?

Si No ¿Es mejor un motor grande o varios motores pequeños?

Si No ¿Es posible reagrupar las líneas de proceso, con el fin de eliminar el transporte de materiales?Si No ¿Se encuentra el motor en buen estado de mantenimiento?

Si No ¿Ha sido el motor rebobinado? ¿Cuántas veces?

Si No ¿El proceso es necesario que sea motorizado? ¿Puede la labor hacerse manualmente?

SISTEMA DE ILUMINACIÓNNotas generales Aunque el sistema de iluminación es el que menos aporta en la distribución de energía eléctrica de las empresas del sector floricultor, presenta un alto potencial en materia de ahorros y por tanto reducción de costos operativos. A continuación se plantea consejos prácticos para la operación eficiente del sistema de iluminación.

Valoraciones acerca de motores aléctricos

(HP) ($) ($) (%)

5 -10 $106.755 - $135.870 por HP $25.233 - $38.820 por HP 5.0% - 3.5%

15 - 30 $106.755 - $116.460 por HD $19.410 - $29.115 por HD Aprox. igual al anterior

40 - 125 anterior al anterior 3.5% - 3%

Tabla 4. Costos operativos por la potencia del motor


Para investiar o preguntar

Si No ¿Están los niveles de iluminación dentro de lo mínimo permitido? (160 – 400 luxes para recintos interiores)

Si No ¿Es la luminaria adecuada para dirigir la luz donde es requerida?

Si No ¿Es la reflexión de la luz buena?

Si No ¿Es el color el adecuado para la tarea?

Si No ¿Se han tenido en cuenta posibles incrementos de capacidad en el sistema?

Si No ¿Se encuentra la luminaria ubicada muy arriba o muy abajo?

Si No ¿Se está haciendo buen uso de la iluminación natural?

Si No ¿Se pueden organizar los grupos de trabajo o las máquinas, de acuerdo a los niveles de iluminación requeridos?

Si No ¿Son las luminarias apagadas cuando no hay personal en el recinto?

Si No ¿Están los circuitos de luces bien distribuidos?

Si No ¿Existen responsables de apagar las luminarias una vez terminadas las labores?

Si No ¿Las superficies reflejan o absorben la luz?

Si No ¿Se encuentran las luminarias estratégicamente localizadas? Si No ¿Es posible utilizar medios de control automático para encendido y apagado de luces? (sensores de movimiento, foto celdas)

En el siguiente apartado se muestra las oportunidades de ahorro existentes en cada uno de los siste-mas donde se identifican focos de pérdidas, aplicados a la industria del sector floricultor en Colombia.

De la tabla 5 a la tabla 9 se muestra el resumen de oportunidades de ahorro de cada uno de los siste-mas participantes.


Sistema Oportunidad(Problema) Razón (Causa) Acción

Refrigeración.

Ha comprobado los niveles de temperatura de cada uno de los recintos refrigerados de la instalación

El sistema puede no estar funcionando adecuadamente debido a obstrucciones en el sistema o problemas en la unidad de compresión.

Comprobar el estado y nivel de mantenimiento de los equipos y accesorios del sistema y verifique la temperatura de los recintos para asegurar los niveles requeridos o recomendados en cuartos fríos.

La distribución de frio se realiza por zonas.

Si la distribución de frío se realiza por zonas se puede obtener una reducción en consumos de energía, ya que se utiliza el número de equipos necesario para suplir la demanda.

Se debe comprobar el nivel de carga con la que opera el sistema (Cargas parciales) ya que se puede realizar una distribución de frio solo donde se requiera, obtenié-ndose una reducción en consumos de energía en el sistema.

Utilización de controles de temperatura

Los controles de tempera-tura ajustan el encendido y apagado de las unidades de compresión para compensar las variaciones de tempera-tura presentes en el recinto refrigerado.

Instalación de equipos de control de temperatura en cuartos fríos.

Presión de succión exce-sivamente alta y presión descarga del ciclo de refrigeración excesivamente baja con respecto a valores recomendados.

Las presiones de succión y descarga influyen directa-mente en el consumo de energía del sistema, ya que de estas depende su ren-dimiento frigorífico.

Realizar un diagnóstico periódico de las presiones de succión y descarga de los compresores con el objetivo de conocer el rendimiento frigorífico del sistema.

Tabla 5. Oportunidades de ahorro sistema de refrigeración.

6. Oportunidades de ahorro energético



Bombeo de agua

Existen fugas en la bomba y en la red del sistema de bombeo generando caídas de presión en el sistema.

Las fugas son causadas por juntas mal acopladas, válvu-las en mal estado y tuberías deterioradas, etc.

Detectar fugas en la red de suministro de agua y cor-regirlas con el fin de eliminar las caídas de presión en el sistema.

Se presentan variación de velocidades en los sistemas de bombeo. Se usan algunos métodos de regulación de caudal mediante estrangu-lación de válvulas, ocasion-ando caídas de presión

Procesos finales que no requieren del servicio del caudal total suministrado por la unidad de bombeo o en su defecto operan con regímenes de caudal vari-able.

Se recomienda en lo posible modificar las velocidades de impulsión de líquido, mediante la aplicación de dispositivos variadores de velocidad.

Se encuentran unidades de bombeo operando en puntos lejanos al de su mayor eficiencia.

Variaciones a través del tiempo en los sistemas o procesos que requi-eren el bombeo de líquidos, generando cambios en las condiciones de operación de la unidad de bombeo.

Se recomienda seleccionar bombas que cumplan con los requerimientos de operación requeridos en los procesos y que operen en puntos cerca-nos al de su mayor eficiencia.

Las unidades de bombeo presentan desgaste interno generando recirculaciones y perdidas volumétricas dis-minuyendo su eficiencia.

Fallo en el mantenimiento interno periódico de la unidad de bombeo, ya que se presentan desgastes por el tipo de fluido bombeado, aumentando las tolerancias geométricas, etc.

Se recomienda realizar man-tenimiento periódico interno a las unidades de bombeo, con el fin de rectificar los deterioros. En el caso de des-gastes críticos en elemen-tos como impulsores, se recomienda realizar cambio de estos.

Se presentan tuberías con incrustaciones en el interior, ya que se transportan sólidos mezclados con líquidos generando estas sedimenta-ciones.

El tipo de fluido bombeado puede generar incrusta-ciones en las tuberías, por sólidos en suspensión o sus-tancias químicas en el fluido.

Se recomienda Mantener las tuberías limpias. Cuando se transportan sólidos mezcla-dos con líquidos, se requi-eren sistemas de lavado de las tuberías y velocidades suficientes para evitar las sedimentaciones.

Tabla 6. Oportunidades de ahorro sistema de bombeo.



Motores

Se encuentran motores con altos niveles de suciedad

Alta generación de polvos y partículas de acuerdo al proceso productivo de la empresa.

Realizar una limpieza periódica de acuerdo al nivel de generación de partículas en los procesos.

Se encuentran equipos oper-ando en vacío

Sistemas en los cuales se termina la actividad pro-ductiva y se dejan equipos encendidos.

Apagar equipos adaptando un control operacional más estricto

Existen motores sobredimen-sionados

Es común encontrar sistemas sobredimensionados por posibilidades en el aumento en la capacidad de produc-ción o por protección de la unidad.

Realizar cálculos más ajustados de acuerdo a la necesidad del sistema, si es necesaria una ampliación se debe tener en cuenta sin necesidad de sobredimen-sionar.

Está la tensión de alimen-tación de los motores balanceada.

Por lo general se realiza una mala distribución de cargas monofásicas a sistemas trifásicos, lo que acarrea problemas en la tensión de suministro de los motores.

Realizar un balance de carga siempre y cuando existan valores de desbalances may-ores a un 5%.

Se encuentran varias líneas de proceso innecesari-amente.

Se encuentra comúnmente que la distribución de la empresa no se encuentra dispuesta para el transporte y manejo de los materiales que involucran el proceso productivo de la empresa.

Siempre y cuando sea po-sible realizar una distribución más adecuada para evitar cuellos de botella y máquinas operando innecesariamente.

Se encuentran motores rebo-binados varias veces.

Cuando un motor de induc-ción es rebobinado con-stantemente en talleres no certificados, pierde punto de eficiencia por cada rebobi-nado, como regla de mano, pierde entre uno (1) y dos (2) puntos.

Si el motor falla por prob-lemas de aislamiento y es necesario desmontarlo para mantenimiento severo, es po-sible considerar el uso de un motor nuevo y de eficiencia Premium, la recuperación de la inversión se alcanza por lo general a los seis (6) meses, dependiendo de las condi-ciones

Tabla 7. Oportunidades de ahorro en motores eléctricos


RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS – ILUMINACIÓNLa aproximación de las pérdidas eléctricas en el sistema de iluminación, se deben identificar los tipos de luminarias susceptibles de reemplazo por tecnologías de alta eficiencia.

• Para las lámparas incandescentes de 100W y 150W existen lámparas fluorescentes compactas de 20W y 26W respectivamente, con lo cual se reduce el consumo de energía hasta en un 80%, reducien-do de igual manera las emisiones de calor.

• Para lámparas fluorescentes lineales de 39WT12 y 40WT12 con elementos magnéticos, existen lám-paras fluorescentes lineales de 32WT8 con elementos electrónicos, con lo cual se reduce el consumo de energía hasta en un 38% y un incremento en los niveles lumínicos de hasta 10%

• Para lámparas de mercurio de 400W, existen lámparas de vapor de sodio de 250W o de haluros metálicos de 250W, con las que se puede reducir el consumo de energía eléctrica hasta un 30% y un incremento en los niveles lumínicos de un 10%.


Iluminación

¿Usa lámparas incandescen-tes de 100W y 150W?

Las lámparas fluorescentes compactas consumen hasta un 80% menos de energía y su inversión es de fácil recuperación por ahorros potenciales

Sustitución de lámparas ineficientes

¿Usa lámparas del tipo T-12 de 75 W - 59 W - 40 W?

Las lámparas fluorescentes del tipo T-8 consumen hasta un 40% menos de energía y su inversión es de fácil recuperación por ahorros potenciales


¿Usa lámparas de mercurio en su instalación?

Las lámparas de vapor de sodio y/o de haluros metáli-cos consumen hasta un 30% menos de energía y ofrecen un aumento de los niveles lumínicos hasta en un 10%


¿Anima a su personal a que apague las luces una vez desalojado el recinto?

Siempre se debe tener en cuenta esta alternativa, porque representa un ahorro de por lo menos un 10% y no representa un gasto adicional

Materiales educativos, incen-tivos, entre otros

¿Está usted aprovechando el máximo nivel de luz natural?

Si la luz natural es adecuada, realizar la adecuación de la instalación para su uso óptimo

-Verificar la frecuencia de limpieza de las ventanas

-Compruebe si se está dando un buen uso a las claraboyas

¿Se está llevando un pro-grama de mantenimiento de las luminarias adecuado?

Los difusores y lámparas sucias reducen los niveles lumínicos en por lo menos un 40%, dando la sensación del uso de más lámparas

Programa de mantenimiento, en la limpieza y sustitución de lámparas y difusores en mal estado

Tabla 8. Oportunidades de ahorro en motores eléctricos.

7. Opciones en el mercado para el ahorro de energía.


• Para lámparas halógenas de 50W existen lámpa-ras compactas fluorescentes de 11W, con lo que se obtiene una reducción del consumo de energía hasta en un 80% y una disminución notable en las emisiones de calor al ambiente.

• Para lámparas mixtas de 250W, 150W y 400W existen lámparas de vapor de sodio o haluros me-tálicos de 75W, 150W y 250W respectivamente, con las cuales se puede reducir el consumo de energía eléctrica hasta un 43% y un incremento en niveles lumínicos de 10%.

Usualmente las lámparas de vapor de sodio y de haluros metálicos son las más eficientes utilizadas. El ahorro para estas dos tecnologías debe estar orientado al control de las horas de operación.

RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS – REFRIGERACIÓN

Las posibilidades de optimización y cambio tecno-lógico en los sistemas de refrigeración se presen-tan a continuación:

• Reemplazo de unidades condensadoras “uno a uno” por unidades de refrigeración tipo Rack.

• Reemplazo de compresores reciprocantes por unidades tipo scroll o tornillo, los cuales son de alta eficiencia y tienen la capacidad de regular el flujo de refrigerante de 10% a 100%

• Unidades condensadoras y evaporadores de alta eficiencia con regulación de diferenciales de temperatura de condensación y evaporación ba-jos.

• Aplicación de variadores de velocidad para las unidades de compresión y ventilación de conden-sadoras y evaporadores.

• Controladores de temperatura y humedad rela-tiva de alta precisión y funciones para ahorro de energía.

RECOMENDACIONES TECNOLÓGICAS – ENERGÍAS ALTERNATIVASPara América Central y la región ecuatorial, las tecnologías de energía renovable a pequeña es-cala presentan una alternativa económica y am-biental factible para la provisión de energía a co-munidades rurales remotas y para la expansión de la capacidad eléctrica instalada, ya sea por medio de sistemas aislados o por proyectos conectados a la red eléctrica. La región cuenta con suficientes recursos para desarrollar sistemas hidráulicos, so-lares, eólicos y de biomasa, principalmente.

Una de los tipos de energía renovable es la solar en cualquiera de sus formas, la cual ha tomado un lugar importante en sus aplicaciones a nivel lo-cal y regional en los últimos años. La energía solar foto-voltaica es aquella que se obtiene por medio de la transformación directa de la energía del sol en energía eléctrica. Esta definición contiene los siguientes aspectos sobre los cuales se puede profundizar:

1. La energía solar se puede transformar de dos maneras:

La primera utiliza una parte del espectro electro-magnético de la energía del sol para producir ca-lor. A la energía obtenida se le llama energía solar térmica, donde su transformación se realiza me-diante el empleo de colectores térmicos.

La segunda, utiliza la otra parte del espectro elec-tromagnético de la energía del sol para producir electricidad. A ésta se le llama solar fotovoltaica. Su transformación se realiza por medio de módu-los o paneles solares fotovoltaicos.2. La energía solar fotovoltaica se utiliza general-mente para abastecer sistemas de iluminación, para el funcionamiento de equipos ofimáticos y electrodomésticos de bajo consumo energético. Las aplicaciones fotovoltaicas generalmente se encuentran en lugares remotos que no tienen acceso a la red. También en establecimientos co-merciales, industriales y de servicios que estén comprometidos con el medio ambiente.

Un sistema solar fotovoltaico está conformado por equipos estrictamente construidos para las aplicaciones de transformación de la energía de radiación solar en energía eléctrica. En la figura


15 se muestra el esquema común de una instalación para un sistema de generación fotovoltaico.

• Modulo fotovoltaico

Es el equipo encargado de transformar la energía solar en eléctrica. Estos módulos solares están con-formados por un arreglo de celdas fotovoltaicas protegidas por un marco de vidrio y aluminio anodi-zado. La celda fotovoltaica es el componente que capta la energía contenida en la radiación solar y la transforma en una corriente eléctrica, basado en el efecto fotovoltaico que la produce cuando la luz incide sobre algunos materiales.

El material más usado en la fabricación de las celdas fotovoltaicas es el silicio por su capacidad semi-conductora y abundancia en todo el mundo.

Figura 15. Esquema de instalación común de un sistema de generación fotovoltaico

Panel solar fotovoltaico

Controlador

Bateria

Transformador CC-CA

Consumidores

Figura 16. Arreglo de módulos solares fotovoltaicos


Las aplicaciones más comunes en la industria de las instalaciones solares fotovoltaicas son para abas-tecimiento eléctrico a sistemas de iluminación, equipos ofimáticos y algunas aplicaciones de pequeños sistemas de bombeo.


Glosario de términos

Balasto: dispositivo conectado entre la alimentación y una o varias lámparas de descarga, que sirve para li-mitar la corriente de la o las lámparas a un valor determinado.

Compresor: es una máquina que está construida para aumen-tar la presión y transportar ciertos fluidos llama-dos compresibles (gases y vapores).

Condensadora, Unidad:Equipo intercambiador de calor por el cual se di-sipa calor desde el banco de tubos al ambiente.

Sensor de presencia: detector de radiación óptica que utiliza la interac-ción entre la radiación y la materia resultante de la absorción de fotones y la consecuente liberación de electrones a partir de sus estados de equili-brio, produciendo así una tensión o corriente eléctrica, o una variación de resistencia eléctrica, excluyendo los fenómenos eléctricos producidos por cambios de temperatura.

Eficiencia energética: proporción entre la cantidad de energía consumi-da y los productos y servicios finales obtenidos.

Energía reactiva: energía que ciertos receptores (transformadores, lámparas de descarga, motores, etc.) emplean para crear campos magnéticos. No produce nin-gún trabajo útil, por lo que resulta conveniente disminuir su cuantía mediante baterías de con-densadores.

Lámpara: fuente construida para producir una radiación óp-tica, generalmente visible.

Lámpara de descarga: aquella en la que la luz se produce, directa o indi-rectamente, por una descarga eléctrica a través de un gas, un vapor metálico o una mezcla de va-rios gases y vapores.

Luminaria: aparato que sirve para repartir, filtrar o transformar la luz de una o varias lámparas y que incluye, ade-más de las propias lámparas todas las piezas nece-

sarias para fijar y proteger las lámparas y cuando sea necesario, circuitos auxiliares junto con los me-dios de conexión al circuito de alimentación.

Rendimiento, eficiencia energética:Es la relación existente entre la energía que re-quiere un determinado equipo para su funciona-miento y la que realmente transforma en energía útil.

Refrigeración:Proceso termodinámico y de transferencia de ca-lor de un medio de mayor concentración de tem-peratura, a uno de menor concentración de esta.

Variador de Frecuencia:Equipo electrónico que se acopla a los motores de inducción y regula progresivamente la frecuencia de dicho motor, tanto en carga como en arranque.

Refrigerante:Sustancia química empleada para transmitir ener-gía en forma de calor en un sistema de refrigera-ción (sistema frigorífico).


Conversión de unidadesTablas de conversion de unidades

Conversion del sistema ingles al sistema métrico (SI) Conversion del sistema metrico (SI) al sistema inglés

Longitud

de

pulgada

a

milimetros

(x) por

25.4

de

milimetros

a

pulgada

(x) por

0.0394

pulgada centimetros 2.54 centimetros pulgada 0.3937

pies centimetros 30.48 centimetros pies 0.0328

pies metros 0.3048 metros pies 3.2808

yarda metros 0.9144 metros yarda 1.0936

Área

de

pulgada2

a

milimetros2

(x) por

645.16

de

milimetros2

a

pulgada2

(x) por

0.016

pulgada2 centimetros2 6.4516 centimetros2 pulgada2 0.155

pies2 centimetros2 929.03 centimetros2 pies2 0.0011

pies2 metros2 0.0929 metros2 pies2 10.7639

yarda2 metros2 0.8361 metros2 yarda2 1.196

Volumen-Capacidad

de

pulgada3

a

centimetros3

(x) por

16.38

de

pulgada3

a

centimetros3

(x) por

0.061

onza centimetros3 29.57 onza centimetros3 0.0338

galon (US) decimetros3 3.78 galon (US) decimetros3 0.2642

galon (US) metros3 0.0038 galon (US) metros3 264.17

pies3 decimetros3 28.31 pies3 decimetros3 0.0353

pies3 metros3 0.0283 pies3 metros3 35.31

yarda3 metros3 0.7646 yarda3 metros3 1.307

pulgada3/lb metros3/kg 0.000036 pulgada3/lb metros3/kg 27.68

pies3/lb metros3/kg 0.0624 pies3/lb metros3/kg 16.018

Masa

de

onza

a

gramo

(x) por

28.34

de

gramo

a

onza

(x) por

0.03527

libra gramo 453.6 gramo libra 0.0022

libra kilogramo 0.453 kilogramo libra 2.2046

libra Tonelada (SI) 0.00045 Tonelada (SI) libra 2204.6

Tonelada (US) Tonelada (SI) 0.907 Tonelada (SI) Tonelada (US) 1.1023

Fuerza

de libra-fuerza a Newton (x) por 4.448 de Newton a libra-fuerza (x) por 0.225

Densidad

de

libra/pulgada3

a

kg/m3

(x) por

27679.8

de

kg/m3

a

libra/pulgada3

(x) por

0.000036

libra/pies3 g/cm3 0.016 g/cm3 libra/pies3 62.43

libra/pies3 kg/m3 16.018 kg/m3 libra/pies3 0.0624

libra/pulgada3 g/cm3 27.68 g/cm3 libra/pulgada3 0.03613

Temperatura

deFahrenheit

aCentigrados

(x) por(F-32)/1,8

deCentigrados

aFahrenheit

(x) por(1,8x°C)+32

Fahrenheit Kelvin (F+459,6)/1,8 Kelvin Fahrenheit (1,8x°K)+459,6

Presión

de

psi

a

Kilo-pascal

(x) por

6.8948

de

Kilo-pascal

a

psi

(x) por

0.145

psi Mega-pascal 0.00689 Mega-pascal psi 145

psi Giga-pascal 0.00000689 Giga-pascal psi 145.038

psi Bar 0.0689 Bar psi 14.51

Potencia y Energía

de

ft-lb

a

Joule (J)

(x) por

1.3558

de

Joule (J)

a

ft-lb

(x) por

0.736

in-lb Joule (J) 0.113 Joule (J) in-lb 8.85

ft-lbf/pulgada Joule/metro 53.4 Joule/metro ft-lbf/pulgada 0.0187

ft-lbf/pulgada J/cm 0.534 J/cm ft-lbf/pulgada 1.87

ft-lbf/pulg2 kJ/m2 2.103 kJ/m2 ft-lbf/pulg2 0.4755

kW HP (SI) 13596 HP (SI) kW 0.7355

HP (US) kW 0.7457 kW HP (US) 1.3419

Btu J 1055.1 J Btu 0.00095

Btu W-h 0.2931 W-h Btu 3.412

Btu/lb kJ/kg 2.326 kJ/kg Btu/lb 0.4299

Btu/lb°F J/kg°C 4187 J/kg°C Btu/lb°F 0.000239

Flujo Másico

delb/min

ag/s

(x) por7.56

deg/s

alb/min

(x) por0.1323

lb/h kg/h 0.453 kg/h lb/h 2.2046

Velocidad

depulg/min

acm/s

(x) por0.0423

decm/s

apulg/min

(x) por23.62

ft/s m/s 0.3048 m/s ft/s 3.2808


1. Sistema de gestión integral de la energía. Guía para la implementación. UPME, Omar Prias Caice-do, Grupo de Investigación en Gestión Eficiente de Energía, KAÍ, Universidad del Atlántico, Grupo de Investigación en Energías, GIEN, Universidad Autónoma de Occidente.

2. Guía didáctica para el desarrollo de auditorías energéticas, UPME basada en un estudio con la unión temporal ISIS Diego Otero.

3. Formulación de una política ambiental de eficiencia energética para Bogotá, CAEM-CCB-Alcaldía Mayor de Bogotá/Carlos Amaris de León.

4. Inventario nacional de GEI, Módulo de procesos 2009. /Dalia Mercedes Buitrago, María Gutiérrez, Gina Sánchez.

5. Gran encuesta PYME, Informe de resultados 2009. /ANIF-Banco de la Republica-BID-Bancol-dex.

6. Guía ambiental para la floricultura. ASOCOLFLO-RES

7. Guía de buenas prácticas en uso racional de energía en el sector de pequeñas y medianas in-dustrias/Ministerio de Medio Ambiente 2002, Cen-tro Nacional de Producción más limpia

8. Unidad de asistencia para la mediana y peque-ña industria/ACERCAR 2008.

PAGINAS WEB:

1. http://www.asocolflores.org/2. http://www.si3ea.gov.co/Eure/index.html3. http://www.colombianflowers.com4. http://www.floresfunza.com

Bibliografía

guía flores. ccb

Documents