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Caracterización energética y evaluación del impacto ambiental por emisión de gases de la combustión en el generador de vapor en el Hospital “Celestino Hernández”

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Academic year: 2020

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Facultad de Ingeniería Mecánica. Departamento de Energía. Trabajo de Diploma Título: Caracterización energética y evaluación del impacto ambiental por emisión de gases de la combustión en el generador de vapor en el Hospital “Celestino Hernández”. Autor: Yusbel Carballo Hernández. Tutor: Ing. Manuel Rubio Rodríguez. Curso académico 2008-2009.

(2) DEDICATORIA A mis padres por brindarme el apoyo que necesitaba para seguir adelante en los momentos más difíciles de mi carrera como futuro ingeniero. A mi hermano por ayudarme no solo cuando lo necesitaba, si no también por ser el ejemplo a seguir como profesional..

(3) AGRADECIMIENTOS A mis padres por ayudarme en todos los aspectos de mi vida y ser pacientes conmigo depositando en mi toda su confianza, a ellos les debo todo lo que soy. A mi hermano por ser ejemplo a seguir y brindarme toda la experiencia necesaria en esta fase de la vida. A mi tutor Manuel Rubio Rodríguez que me ayudó a hacerle frente a los problemas que se puedan presentar en mi vida como profesional. A todas aquellas personas que de una forma u de otra me extendieron la mano para tener la confianza necesaria para poder seguir adelante..

(4) Resumen En el siguiente trabajo se dará a conocer información sobre el consumo de energía a nivel mundial. Se realiza una caracterización de la situación energética en el Hospital “Celestino Hernández” con resultados obtenidos del año 2008, determinándose las deficiencias en el manejo de los recursos y los portadores más significativos. Como parte del trabajo se llevan a cabo además mediciones horarias de consumo de portadores y demanda de energía para observar el comportamiento de estos. También se darán a conocer medidas para una correcta utilización de la energía. En la parte final se llevó a cabo una prueba hecha a los gases de escape del generador de vapor para evaluar la calidad del aire en la zona de la institución..

(5) Abstract In this work it will be given world wield information on energy consumption. A characterization of the energy situation at “Celestino Hernández” hospital was performed on the base of energy consumption data from 2008. It was also determined deficiencies in the handling of energy carriers. As part of the work it was also carried out hourly measurements of fuel consumption for steam generation and electric power demand to evaluate its behavior. Measures to save energy are also given. Finally an environmental impact evaluation of combustion gases from steam generation was carried out..

(6) ÍNDICE INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................1 CAPÍTULO I: Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía, herramientas en su aplicación y desarrollo de la Energía. ................................................................................... 4 1.1 - Consumo de Energía a Nivel Mundial....................................................................... 4 1.2 - Energía y Medio Ambiente ........................................................................................ 5 1.2.1- Los combustibles y su efecto en el medio ambiente ........................................... 7 1.2.2- Efecto invernadero ............................................................................................ 11 1.2.3- Lluvia ácida. ...................................................................................................... 13 1.2.4- Destrucción de la capa de ozono ...................................................................... 14 1.2.5- Producción de dióxido de carbono y su consecuencia ...................................... 15 1.2.6- Soluciones que se pueden aplicar en los hospitales para reducir la emisión de CO2.............................................................................................................................. 16 1.2.7- Tecnologías alternativas para la producción de energía ................................... 17 1.2.8- Impacto de la generación de la energía eléctrica sobre el medio ambiente y la salud pública. .............................................................................................................. 18 1.3 - Cuba y el ahorro de energía. .................................................................................. 18 1.4 - Eficiencia Energética .............................................................................................. 19 1.5 - Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía. ............................................. 20 1.5.2- Herramientas de trabajo para la implementación de la Gestión Total Eficiente de la Energía. ...................................................................................................................21 1.5.3- Herramientas Básicas. ...................................................................................... 21 CAPÍTULO II: Caracterización de los portadores en el hospital “Celestino Hernández” mediante la aplicación de Herramientas de la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía. .............................................................................................................................. 22 2.1 - Definición de los Portadores Energéticos estudiados en el hospital. ..................... 22 2.2 - En relación con la generación de vapor. ................................................................. 32 2.3 - En relación con el consumo de energía eléctrica. .................................................. 38 2.4 - Deficiencias en el hospital “Celestino Hernández”. ................................................. 40 2.5 - Muestra de precios del Diesel y la gasolina regular (90 octanos). .......................... 41 2.6 - Conclusiones parciales ........................................................................................... 41 CAPÍTULO III: Generalidades sobre la calidad del aire, impacto de la producción de energía. .............................................................................................................................. 43 3.1 - Las normas cubanas relacionadas con la calidad del aire, NC 39:1999, NC 111: 2004. ............................................................................................................................... 44 3.2 - Metodología para la determinación de los impactos sobre la calidad del aire de la generación de energía por combustión. .......................................................................... 46 3.3 - Software ISCT3 empleado para la Modelación de la dispersión de contaminantes. ........................................................................................................................................ 48 3.4 - Impacto sobre la calidad del aire generado por el hospital “Celestino Hernández”. ........................................................................................................................................ 49 3.5 - Resultado de la dispersión de los contaminantes emitidos en el área de estudio. . 51 3.6 - Conclusiones parciales ........................................................................................... 52 CONCLUSIONES ...............................................................................................................53 RECOMENDACIONES....................................................................................................... 54 BIBLIOGRAFÍA................................................................................................................... 55 ANEXOS............................................................................................................................. 56.

(7) 1. INTRODUCCIÓN En otros tiempos la madera y el carbón vegetal eran el principal combustible hasta la aparición del carbón mineral con la Revolución Industrial, pues la energía disponible en relación con el consumo dado por el hombre era abundante. Hoy en día la madera constituye el 13% de la energía mundial, utilizándose la mayor parte en los hogares de los países menos desarrollados para calentarlos o cocinar, realizándose de forma poco eficaz. [1] El ahorro de energía mediante el aumento de la eficacia en su transformación se puede lograr, por lo que respecta a la parte del suministro, a través de avances tecnológicos en la producción de electricidad, mejora de los procesos en las refinerías y otros. En cambio, por lo que respecta a la parte del uso final (la energía empleada para calefacción de edificios, aparatos eléctricos, iluminación), no se le ha dado el empleo correcto en relación con el suministro. En Europa occidental el 40% del consumo final de energía se destina al sector doméstico, un 25% a la industria y un 30% al transporte. [1] El aprovechamiento razonable de la energía sólo se puede conseguir si se introduce un plan de gestión de la energía con un seguimiento riguroso y metas de progreso. La motivación de la mano de obra es esencial y sólo es posible si existe un compromiso abierto al más alto nivel. Este es un problema tanto psicológico como técnico y financiero en el cual tenemos que presentar interés para lograr mejoras en todos los sectores de la economía. El hecho de que se haya logrado el uso total del gas acompañante del petróleo para la producción de electricidad y la continuación de la exploración geológica, en tierra y en la zona exclusiva del Golfo de México, ofrece un margen de seguridades energéticas actuales y aumenta las expectativas. [2] Las economías más desarrolladas con el arrollador impacto del febril consumismo y dilapidación energética que las identifica, al punto de que si prosigue el ritmo actual, son las más vulnerables a la extinción de las reservas de petróleo y gas en una década. [2] Desde 1959 y hasta 1989 Cuba logró más de 95% de electrificación total. A pesar de este esfuerzo que constituye una verdadera conquista social, en las zonas rurales remotas y.

(8) 2. montañosas, por sus características, sólo se alcanzó 80% de electrificación. Esto se debe a los altos costos de operación que tiene que sustentar el estado para lograr extender las redes eléctricas a todos los usuarios en las regiones más intrincadas, pero aun así se han instalado paneles solares y se han montado mini-hidroeléctricas como una solución a este problema. [3] Las condiciones actuales han obligado al sector industrial a reestructurar sus procesos, buscando con esto un aumento de la eficiencia de los mismos. Esta reestructuración también consiste en realizar un control del proceso a partir de sistemas avanzados y que solo unos pocos sectores poseen por ser demasiado costosas. [4] Con el desarrollo energético en que se encamina el mundo es de vital importancia buscar herramientas, vías y estrategias para lograr un ahorro de energía en todos los sectores y que no perjudiquen el medio ambiente. Con el transcurso de las décadas, al quemar combustibles fósiles para la producción de energía, se producirán emisiones al medio ambiente que pueden ser capaces de afectarlo a corto o largo plazo con consecuencias incluso irremediables. Para evitar todo esto es necesario la instalación de equipos como los paneles solares, sustitución de los equipos eléctricos por otros más eficientes, la construcción de minihidroeléctricas, utilización de la cogeneración, micro-turbinas y otros. Todo esto nos permitirá hacer un uso más racional de la energía para evitar las consecuencias que puede traer el mal manejo de los recursos en la producción de la misma. Importancia de este trabajo El presente trabajo tiene gran importancia pues nos permite caracterizar los consumos de recursos en que incurre la institución objeto de estudio, en. que dirección se deben. enfocar las diferentes soluciones para que se haga un uso más racional de la energía y el impacto medioambiental generado por la emisión de gases de la combustión para la generación de vapor. Objetivo General Caracterizar el manejo de los recursos energéticos y el impacto ambiental de su uso en el hospital ¨Celestino Hernández¨ con la aplicación de las herramientas de la Tecnología de.

(9) 3. Gestión Total de Eficiencia de la Energía (TGTEE) para identificar las potencialidades en el uso más racional de los portadores energéticos. Objetivos específicos 1- Hacer una revisión bibliográfica sobre el consumo de energía a nivel mundial y en Cuba, mediante bibliografía consultada sobre dichos temas para argumentar la importancia de la utilización de las herramientas de ahorro y sistemas de organización. 2- Definir los principales portadores energéticos del hospital “Celestino Hernández” mediante análisis de las bases de datos de consumo de estos portadores en años precedentes, con el propósito de concentrar en ellos la caracterización pretendida. 3- Caracterizar el consumo de electricidad mensual en el periodo de un año mediante análisis de las bases de datos de consumo de electricidad en años precedentes para obtener los índices de consumo por paciente-día y los gráficos de control. 4- Caracterizar el consumo horario de energía eléctrica durante dos días mediante el muestro del metro contador, con el propósito de determinar algún tipo de correspondencia con el consumo de vapor. 5- Medir el consumo horario de combustible para la generación de vapor mediante observación con el propósito de relacionarlo con los días pacientes de la misma. 6- Comparar el consumo de energía eléctrica con el consumo de combustible utilizado en la generación de vapor de forma gráfica con el propósito de evaluar la simultaneidad de ambas curvas. 7- Identificar las principales deficiencias del hospital ¨Celestino Hernández¨ mediante la observación con el propósito hacer un uso mas racional de la energía. 8- Establecer. las. medidas. necesarias,. sin. inversiones. o. con. las. mínimas. indispensables, que permitan ahorrar recursos energéticos y disminuir impactos ambientales. 9- Realizar una prueba de gases de escape del generador de vapor para mediante modelación, obtener la dispersión de gases contaminantes en la zona adyacente al hospital..

(10) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 4. CAPÍTULO I: Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía, herramientas en su aplicación y desarrollo de la Energía. 1.1 - Consumo de Energía a Nivel Mundial El consumo de energía en el mundo se incrementará en un 57% entre 2002 y 2025. Gran parte de este incremento será producido en los países con economías emergentes. En el informe "Internacional Energy Outlook 2005 (IEO 2005)" el consumo de energía en el mercado se prevé que experimente un incremento medio de un 2,0% por año por encima del año 23 en el horizonte 2002-2025, ligeramente mas bajo que el previsto de 2,2% medio anual experimentado entre 1970 a 2002. [5]. Fig. 1.1: Consumo de energía por región 1970-2025.[5]. Las economías emergentes serán con mucho, las responsables del crecimiento proyectado en el consumo de energía dentro del mercado en las dos próximas décadas. La actividad económica medida por el producto interior bruto como medida del poder adquisitivo, se espera que se incremente en un 5,1% por año en los mercados emergentes, un 2,5% en los mercados consolidados y 4,4% en Europa del este y en los antiguos países de la Unión Soviética. [5] En contraste con las economías emergentes, el incremento del consumo de energía de los países consolidados y de los mercados de transición se espera que sea bastante menor. Para el caso de estos países, que cuentan con infraestructuras y patrones de energía bien.

(11) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 5. establecidos, se prevé un crecimiento medio de 1,1% por año, mientras que en los países emergentes se espera un valor de 3,2%. [5] En las economías de transición se prevé un aumento en el sector industrial y de transporte de 1,6% por año entre 2002 y 2025. En estos países, se espera un crecimiento de población lento o negativo y una mejora en las instalaciones actuales que permita mejorar la eficiencia energética; así mismo, se espera un crecimiento más lento en la demanda energética en los sectores residencial y comercial. [5] En los países emergentes, donde se espera un crecimiento importante en población y en desarrollo económico, los incrementos en la demanda de energía se prevé que sean desde un 3,1% por año en el sector residencial a un 3,6% para el comercial y transporte respectivamente. Esto conlleva a que, a pesar de las nuevas tecnologías, mientras se incremente la población, habrá un mayor consumo de energía y consecuentemente mayor uso de recursos que afectan el medio ambiente. Por todo esto es necesario que se destaque la importancia de utilizar las tecnologías de gestión total eficiente de la energía no solo para un mejor manejo de los portadores sino también para lograr una mayor organización en las propias instituciones. [5]. 1.2 - Energía y Medio Ambiente Hoy en día, la energía nuclear, la energía de procedencia de combustibles fósiles, la energía procedente de la biomasa y la energía hidráulica, satisfacen la demanda energética mundial en un porcentaje superior al 98%, siendo el petróleo y el carbón las de mayor utilización. (Ver fig. 1.2). [6].

(12) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 6. Energía consumida en el mundo. 2%. 5%. 6% 12%. 75%. Fig. 1.2: Gráfico que muestra el porcentaje de energía consumida a nivel mundial.[6]. - 75%: Combustibles fósiles. - 12%: Combustión de madera. - 6%: Energía hidráulica. - 5%: Energía nuclear. - 2%: Otros. La utilización de estos recursos naturales implica, además de su cercano y progresivo agotamiento, un constante deterioro para el medio ambiente, que se manifiesta en emisiones de CO2, NOx, y SOx, con el agravamiento del efecto invernadero, contaminación radioactiva y su riesgo potencial incalculable, un aumento progresivo de la desertización y la erosión y una modificación de los mayores ecosistemas mundiales con la consecuente desaparición de biodiversidad y pueblos indígenas, la inmigración forzada y la generación de núcleos poblacionales aislados tendentes a la desaparición. [6] Estas agresiones van acompañadas de grandes obras de considerable impacto ambiental (difícilmente cuantificable) como las centrales hidroeléctricas, el sobrecalentamiento del agua en las costas y ríos generado por las centrales nucleares, la creación de depósitos de elementos radiactivos, agravando aún más la situación del entorno: parajes naturales defoliados, ciudades con altos índices de contaminación, afecciones de salud en personas y animales, desaparición de especies animales y vegetales que no pueden adaptarse rápidamente a las nuevas condiciones. [6].

(13) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 7. El futuro amenazador para nuestro entorno, aún se complica más si se tiene en cuenta que sólo un 25% de la población mundial consume el 75% de la producción energética. Este dato, además de poner de manifiesto la injusticia y desequilibrio social existente en el mundo, indica el riesgo que se está adquiriendo al exportar un modelo agotado y fracasado de países desarrollados a países en desarrollo. [6]. 1.2.1- Los combustibles y su efecto en el medio ambiente Los combustibles fósiles, que incluyen el petróleo, el carbón y el gas natural, proporcionan la mayor parte de la energía que mueve la moderna sociedad industrial. La gasolina o el gasóleo que utilizan nuestros automóviles, el carbón que mueve muchas plantas eléctricas y el gas natural que calienta nuestras casas son todos combustibles fósiles. [7] Químicamente, los combustibles fósiles consisten en hidrocarburos, que son compuestos formados por hidrógeno y carbono; algunos contienen también pequeñas cantidades de otros componentes. Los hidrocarburos se forman a partir de antiguos organismos vivos que fueron enterrados bajo capas de sedimentos hace millones de años. Debido al calor y la presión creciente que ejercen las capas de sedimentos acumulados, los restos de los organismos se transforman gradualmente en hidrocarburos. Los combustibles fósiles más utilizados son el petróleo, el carbón y el gas natural. Estas sustancias son extraídas de la corteza terrestre y refinadas para convertirse en productos adecuados, como la gasolina, el gasóleo y el queroseno. Algunos de esos hidrocarburos pueden ser transformados en plásticos, sustancias químicas, lubricantes y otros productos con otros fines de explotación. [7] Los geólogos han identificado otros tipos de depósitos ricos en hidrocarburos que pueden servir como combustibles. Esos depósitos, que incluyen los esquistos petrolíferos, las arenas alquitranadas y los gases hidratados, no son muy utilizados, ya que la extracción y el refinado resultan muy costosos [7]. Con el estudio de nuevas tecnologías y manejo adecuado de los mismos, pueden constituir otra vía para la obtención de la energía. El carbón El carbón es un combustible fósil, de color negro muy rico en carbono suele localizarse bajo una capa de pizarra y sobre una capa de arena y tiza. Se cree que la mayor parte de.

(14) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 8. carbón existente fue creada durante la era carbonífera (hace 280 a 345 millones de años).[7] Formación del carbón Se origina por descomposición de vegetales terrestres, hojas, maderas cortezas y esporas, que se acumulan en zonas pantanosas, lagunares o marinas, de poca profundidad. Los vegetales muertos se van acumulando dentro del fondo de la cuenca, se cubren de agua por lo tanto quedan protegidos del aire que los destruiría. Comienza una lenta transformación por la acción de las bacterias anaerobias, que es un tipo de microorganismo que no puede vivir en compañía de oxigeno, con el tiempo se comienza un progresivo enriquecimiento de carbono, posteriormente se irán cubriendo con capas arcillosas que contribuirán al mantenimiento del ambiente anaerobio. En las cuencas carboníferas las capas de carbón están intercaladas con otras capas de rocas sedimentarias como areniscas, arcillas, conglomerados y, en algunos casos, rocas metamórficas como esquistos y pizarras. Esto se debe a la forma y el lugar donde se genera el carbón.[7] Existen varias clasificaciones del los carbones según su rango, unas de las más utilizadas divide a los carbonos de mayor a menor rango en: •. Antracita. •. Bituminoso bajo en volátiles. •. Bituminoso medio en volátiles. •. Bituminoso alto en volátiles. •. Sub-bituminoso. •. Lignito. •. Turba [7]. Aplicaciones El carbón suministra el 24% de la energía primaria consumida en el mundo, solo por detrás del petróleo, además es una de las primeras fuentes de electricidad con 40% de la producción mundial. [7].

(15) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 9. Como combustible El primer uso del carbón fue como uso domestico, aun hoy se sigue usando como calefacción principalmente en los países en vía de desarrollo. Como generador de energía eléctrica Las centrales térmicas de carbón pulverizado constituyen la principal fuente de energía eléctrica. En los últimos años se han desarrollado otros tipos de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lecho fluido a presión. Otra tecnología en auge es la de los ciclos combinados que utilizan como combustible gas de síntesis obtenido mediante la gasificación del carbón. [7] ¿Qué es el coque? El coque es el producto de la pirolisis del carbón en ausencia del aire, es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias. Dos tercios del acero del mundo se producen utilizando coque de carbón. [7] El petróleo El petróleo o aceite de piedra es una mezcla compleja no homogénea de hidrocarburos que son compuestos principalmente formados por hidrogeno y carbono. Este y por lo general es el resultado de restos fósiles. Puede presentar gran variación en diversos parámetros como son: •. Color. •. Densidad. •. Gravedad. •. Viscosidad. •. Capacidad calórica. Desde líquidos amarillentos a negros viscosos, estas variaciones se deben a las diversas proporciones presentes de diferentes hidrocarburos. Es un recurso natural no renovable y actual mente es la principal fuente de energía. El petróleo líquido puede presentarse asociado a capas de gas natural, en yacimientos que han estado enterrados durante millones de años, cubiertos por los estratos superiores de la corteza terrestre. [7].

(16) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 10. Composición El petróleo está formado por hidrocarburos principalmente, que son compuestos de hidrógeno y carbono, en su mayoría parafinas, naftenos y aromáticos. Junto con cantidades variables de derivados hidrocarbonados de azufre, oxígeno y nitrógeno. Que tiene cantidades variables de gas disuelto y pequeñas proporciones de componentes metálicos. También puede contener, sales y agua en emulsión o libre. Los componentes que son útiles se obtienen por destilación en las refinerías de petróleo. Los componentes no deseados: azufre, oxígeno, nitrógeno, metales, agua, sales, etc., se eliminan mediante procesos físico-químicos. [7] Amenaza para el medio ambiente El petróleo, según [7], tiene el problema de ser insoluble en agua y por lo tanto es muy difícil de limpiar. Y por si fuera poco la combustión de sus derivados como la nafta produce productos residuales como: 1- CO2 (dióxido de carbono) 2- SOx (óxidos de azufre) 3- NOx (óxidos nitrosos) En general, los derrames de hidrocarburos afectan profundamente a la fauna y vida del lugar, razón por la cual la industria petrolera mundial debe cumplir normas y procedimientos estrictos en materia de protección ambiental. Casi la mitad del petróleo y derivados industriales que se vierten en el mar, son residuos que vuelcan las ciudades costeras. El mar es empleado como un accesible y barato depósito de sustancias contaminantes. Otros derrames se deben a accidentes que sufren los grandes barcos contenedores de petróleo, que por negligencia transportan el combustible en condiciones inadecuadas. De cualquier manera, los derrames de petróleo representan una de las mayores causas de la contaminación oceánica. Ocasionan gran mortandad de aves acuáticas, peces y otros seres vivos de los océanos, alterando el equilibrio del ecosistema. En las zonas afectadas, se vuelven imposibles la pesca, la navegación y el aprovechamiento de las playas con fines recreativos. [7].

(17) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 11. Gas natural El gas natural es una mezcla de gases que se encuentra frecuentemente en yacimientos fósiles, solo o acompañando al petróleo o a los depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 o 95%, y suele contener otros gases como nitrógeno, etano, CO2, H2S, butano, propano, mercaptanos y trazas de hidrocarburos más pesados. Como fuentes adicionales de este recurso natural, se están investigando los yacimientos de hidratos de metano que, según estimaciones, pueden suponer una reserva energética muy superiores a las actuales de gas natural. [7] Generación de CO2 La combustión del gas natural, al ser un combustible fósil produce un aporte neto de CO2 a la atmósfera. Esto le diferencia de otros combustibles más sostenibles como la biomasa, donde la tasa de producción de carbono orgánico versus emisión de carbono inorgánico durante su combustión es casi igual a uno. Sin embargo, el gas natural produce mucho menos CO2 que otros combustibles como los derivados del petróleo, y sobre todo el carbón. Además es un combustible que se quema más limpia y eficazmente. [7] La razón por la cual produce poco CO2 es que el principal componente, metano, contiene cuatro átomos de hidrógeno y uno de carbono. Es un combustible más versátil, que puede utilizar en sistemas de generación más eficientes como el ciclo combinado o la pila de combustible y su obtención es más sencilla en comparación con otros combustibles. Sin embargo, su contenido energético es bajo. Generación de energía El gas natural puede ser empleado para producir hidrógeno que se puede utilizar en los diversos casos que sean necesarios como industrialmente o simplemente para el hogar.[7]. 1.2.2- Efecto invernadero El 46% de la radiación solar u onda corta (por tratarse en su mayor parte de radiación con longitudes de onda menor de 4 µm) que llega a nuestro planeta, es absorbida por la superficie terrestre. Una cantidad menor (23% del total) es absorbida por distintos.

(18) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 12. componentes de la atmósfera, como el aire, el polvo o las nubes y el resto (31% del total) es reflejado por las nubes y la superficie terrestre, o dispersada hacia el espacio por las moléculas de aire. La dinámica de la atmósfera y los océanos permite una redistribución de las diferentes cantidades de energía recibidas desde el sol en diferentes latitudes. Las superficies de los océanos y continentes pierden constantemente energía irradiando hacia el espacio exterior en longitudes de onda que dependen de sus respectivas temperaturas, en su mayor parte superiores a 4 µ (por lo que se la denomina radiación terrestre o de onda larga). Parte de la radiación de onda larga emitida por la superficie terrestre, es absorbida y vuelta a emitir en todas direcciones, incluso nuevamente hacia la Tierra, por algunos gases que componen la atmósfera (especialmente, vapor de agua, dióxido de carbono, metano, clorofluorocarbonos y ozono). La presencia de estos gases reduce la pérdida efectiva de calor por la superficie terrestre, y eleva substancialmente su temperatura. Este proceso es comúnmente conocido como efecto invernadero, y los gases que intervienen activamente en él se designan en su conjunto gases invernadero. Esta expresión proviene del hecho de que los mencionados gases atrapan parte de la energía infrarroja y reducen el enfriamiento de la Tierra como en un invernadero. Aunque en este último el menor enfriamiento se debe mayormente a una disminución de la pérdida de calor por los movimientos convectivos del aire contenido en su interior. [8] Si la concentración de gases invernadero se incrementara, tanto la superficie terrestre como las capas bajas de la atmósfera aumentarían su temperatura. Como consecuencia de esto aumentaría la cantidad de radiación generada en la Tierra hasta llegar a un nuevo equilibrio entre los flujos de radiación, en el que el total de la energía recibida por la radiación solar incidente en unidad de tiempo sería nuevamente igual a la del total de energía emitida por la Tierra en unidad de tiempo. La magnitud del efecto invernadero depende de la concentración de cada uno de los gases, y de la forma en que esa concentración varíe con la altura. [8] El CO2 atmosférico es producido por todos los organismos que obtienen su energía del consumo del oxígeno y por los procesos de combustión natural de origen humano. La principal fuente de consumo de CO2 atmosférico es el proceso de fotosíntesis que transcurre en los vegetales. Por eso, las principales causas del aumento del CO2 atmosférico son: el aumento de su generación, como consecuencia del uso de.

(19) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 13. combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) y la disminución de su consumo como consecuencia de los cambios en el régimen de explotación de la Tierra, en particular, la deforestación de las selvas tropicales húmedas. Otra fuente importante de CO2 es la producción de cemento. Entre las fuentes de producción del metano se encuentran los procesos bacterianos que se generan en los cultivos de arroz, las industrias del carbón, petróleo y gas natural. Los clorofluorocarbonos son producidos de síntesis humana que fueron abundantemente utilizados como disolventes y gases refrigerantes. [8] Los denominados gases de efecto invernadero o gases invernadero, responsables del efecto descrito [7], son: •. Vapor de agua (H2O).. •. Dióxido de carbono (CO2).. •. Metano (CH4).. •. Óxidos de nitrógeno (NOx).. •. Ozono (O3).. •. Clorofluorocarburos (artificiales).. Otras consecuencias de este efecto. [7] •. Desertización y sequías, que causan hambrunas. •. Deforestación, que aumenta aún más el cambio. •. Inundaciones. •. Fusión de los casquetes polares y otros glaciares, que causa un ascenso del nivel del mar, sumergiendo ciudades costeras. Es únicamente hielo apoyado en suelo firme, ya que el semisumergido en el mar no aumenta el volumen de agua.. •. Destrucción de ecosistemas. 1.2.3- Lluvia ácida. También se la denomina como: disposición ácida, precipitación ácida, pero se la conoce más comúnmente como lluvia ácida. Los principales gases productores de este fenómeno son el dióxido de azufre (SO2) y los óxidos de nitrógeno (NO y NO2) que, en contacto con el vapor de agua atmosférico y en.

(20) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 14. presencia de la luz solar, reaccionan para convertirse en ácido sulfúrico y nítrico diluidos. Estos ácidos caen sobre la superficie terrestre bajo la forma de partículas secas, lluvia, escarchilla, nieve o niebla. En las condiciones actuales estas precipitaciones son más ácidas que lo normal. [8] Medidas tecnológicas con el objeto de reducir la producción de los gases contaminados (óxidos, azufre y nitrógeno) [8]: 1- Una de las medidas más simples es el uso racional de la energía que, al buscar utilizar menos energía (particularmente eléctrica) para obtener el mismo efecto, reducen indirectamente las emisiones. 2- Utilización de carbones de bajo porcentaje en sulfuros. Esta solución choca con la economía, ya que estos carbones son más caros que los otros. Los carbones sulfurados pueden ser lavados por medio de solventes previo a su uso en las calderas. 3- Otra alternativa es el tratamiento de los gases de salida de extraer los mencionados óxidos antes de ser liberados a la atmósfera. Este es un método efectivo (combustión en lecho fluído, que consiste en inyectar piedra caliza en el hogar de la caldera, en el que las partículas sólidas de combustible están suspendidas mediante un corriente de aire desde el fondo. La piedra caliza se combina con los sulfuros antes de que sean expulsados por la chimenea. Por otra parte, por la baja temperatura de combustión a que se opera, solo se libera una pequeña cantidad de óxidos de nitrógeno).. 1.2.4- Destrucción de la capa de ozono Estas capas superiores de la atmósfera también son contaminadas por aeronaves de vuelo a gran altura, explosiones nucleares y erupciones volcánicas. Aparecen como contaminantes los óxidos de azufre y otros gases que son hidrocarburos Halogenados, designados comúnmente como clorofluorocarbonos, estos son gases pulverizadores en aerosol, refrigerantes en equipo de aire acondicionado. Pesticidas etc. y tienen estos un tiempo de residencia de 1000 años aproximadamente. [8].

(21) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 15. Cuando el dióxido de nitrógeno y estos hidrocarburos halogenados alcanzan las altas regiones de la estratosfera son fotodisociados por la luz solar, produciendo óxido de nitrógeno y cloro libre, que destruyen el ozono. [8] Esta reducción en la capa de ozono ha sido relacionada con efectos tales como el cáncer de piel en el hombre, que se produce en dos etapas [8]: 1- La reducción del ozono produce en la estratosfera produce un incremento en la radiación ultravioleta que alcanza la superficie terrestre. 2- El incremento de esta radiación aumenta los efectos naturales de la radiación ultravioleta, que son considerados agentes cancerígenos. En general puede afirmarse que el incremento porcentual del flujo ultravioleta es el doble del porcentaje de decrecimiento de la concentración de ozono. [8] En este caso las medidas para reducir la producción de dióxido son las mismas recomendadas para el caso de la lluvia ácida. En cuanto a los clorofluorocarbonos, existe ya una conciencia mundial que debe desterrarse su uso tanto en su forma de propelente como en equipos de refrigeración, reemplazándolos por otras substancias no contaminantes, tales como el tetrafluoretano (R 134 a) (HFC), ya que está siendo aplicado en la industria del frío. [8]. 1.2.5- Producción de dióxido de carbono y su consecuencia El dióxido de carbono (CO2) es uno de los gases invernadero que permanecen durante más tiempo en la atmósfera. Las emisiones de CO2 causadas por el hombre provienen principalmente de la combustión de combustibles fósiles y biomasa (gas natural, petróleo, combustibles, leña) para la producción de energía. [9] Las industrias que utilizan el carbón como fuente de energía, los tubos de escape de los automóviles, las chimeneas de las fábricas y otros subproductos gaseosos procedentes de la actividad humana contribuyen con cerca de 22.000 millones de toneladas de dióxido de carbono (correspondientes a 6.000 millones de toneladas de carbón puro) y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera terrestre cada año. La concentración atmosférica de CO2 se ha incrementado hasta un 31% por encima de los niveles pre-industriales, desde.

(22) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 16. 1750. Esta concentración es considerablemente más alta que en cualquier momento de los últimos 420.000 años, el período del cual han podido obtenerse datos fiables a partir de núcleos de hielo. Se cree, a raíz de una evidencia geológica menos directa, que los valores de CO2 estuvieron a esta altura por última vez hace 40 millones de años. Alrededor de tres cuartos de las emisiones antropogénicas de CO2 a la atmósfera durante los últimos 20 años se deben al uso de combustibles fósiles. El resto es predominantemente debido a usos agropecuarios, en especial deforestación. [7]. 1.2.6- Soluciones que se pueden aplicar en los hospitales para reducir la emisión de CO2. Reducir las emisiones de CO2 en nuestros hospitales es de vital importancia, pues con el control y uso racional de la energía en dichas instituciones, a parte del transporte y las fábricas, podemos evitar aún más los fenómenos indeseables para el medio ambiente y contar con una prolongación de los portadores energéticos para la producción de dicha energía. Para esto debemos tener en cuenta: •. Cambiar las bombillas tradicionales por las compactas fluorescentes (CFL). Las CFL, consumen 60% menos electricidad que una bombilla tradicional, con lo que este simple cambio reducirá la emisión de 140 kilos de dióxido de carbono al año.. •. Poner el termostato con dos grados menos en invierno y dos grados más en verano. Ajustando la calefacción y el aire acondicionado se podrían ahorrar unos 900 kilos de dióxido de carbono al año en un local.. •. Utilizar menos agua corriente. Preferir una ducha antes que un baño, no dejar el agua correr sin ser utilizada.. •. Evitar el uso del agua caliente. Se puede usar menos agua caliente instalando una ducha-teléfono de baja presión y lavando la ropa con agua fría o tibia.. •. La instalación de el sistema recuperador de condensado a todas las áreas que todavía no lo poseen.. •. Realizar el mantenimiento adecuado y periódicamente de todos los equipos eléctricos, tuberías, motores de combustión y sistemas auxiliares de los mismos de la institución..

(23) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. •. 17. Utilizar menos los aparatos eléctricos; al menos, los encaminados exclusivamente al ocio. Desconectar los aparatos de radio, televisión, juegos, etc. a los que no se esté prestando atención en ese momento.. •. Reciclar. Se pueden ahorrar hasta 1000 kilos de residuos en un año reciclando la mitad de los residuos de una familia.. •. Elegir un vehículo de menor consumo. Un vehículo nuevo puede ahorrar 1.360 kilos de dióxido de carbono al año si este rinde dos kilómetros más por litro de combustible (lo mejor sería comprar un vehículo híbrido o con biocombustible).. 1.2.7- Tecnologías alternativas para la producción de energía. [7] Gasificación: Conversión de la biomasa en combustible gaseosos para producir calor y electricidad a partir de la utilización de motores gaseosos generadores. Combustión: La combustión de la biomasa produce calor y electricidad empleando generadores de turbinas de vapor. Pirolisis: Descomposición termal de la biomasa sometiéndola a altas temperaturas en ausencia de aire y oxígeno. Co-generación: Es la combustión de la biomasa como sustituto parcial del carbón. Fermentación alcohólica: Producción de combustible alcohólico a partir de la transformación del almidón en azúcar y de la fermentación de azúcar a alcohol. Gasificación - Síntesis de Combustible: Empleo de la gasificación y del proceso de refinado de los combustibles para la producción de metanol. Transesterificación: Implica la combinación de aceites orgánicos y alcohol para formar ésteres lipídicos como el etil o metil éster. Se denomina biodiesel al combustible final. Digestión anaeróbica: Producción de gas metano por medios biológicos en condiciones anaerobias. Microturbinas: Producción de electricidad a partir de la biomasa mediante el uso de turbinas más pequeñas..

(24) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 18. 1.2.8- Impacto de la generación de la energía eléctrica sobre el medio ambiente y la salud pública. [10] 1. Daños a los trabajadores del sector. 2. Daños al público. 3. Daños al medio ambiente por emisiones. 4. Daños al medio ambiente por desechos. 5. La racionalidad del uso de los recursos naturales, es decir cuando un recurso puede tener varias aplicaciones, qué prioridades se dan a las mismas. 6. La eventualidad de accidentes graves y sus consecuencias.. 1.3 - Cuba y el ahorro de energía. En Cuba se consume un millón 200 mil toneladas de diesel y por cada mil toneladas ahorradas se recuperan 600 mil dólares para destinar a otras necesidades como la compra de alimentos y el plan de construcción de viviendas. [2] Cuba aplica una vía nueva en la obtención de energía en la que las termoeléctricas dejaron de ser las protagonistas, muchas de ellas envejecidas, e introdujo los grupos electrógenos, es decir, generadores autónomos que instalados en baterías calzan la generación en municipios, fábricas, centros de atención social y de servicios. Los grupos electrógenos instalados en los dos últimos años triplican la potencia de las termoeléctricas existentes en Cuba en 1959 y funcionan de manera descentralizada en 110 de los 169 municipios del país, con una capacidad conjunta de mil 307 megawatts, notablemente superior a los 430 MW con que se contaba al triunfo de la Revolución. [2] Un ejemplo a señalar en las ventajas de la instalación de esos equipos es la reducción en pérdidas por transmisión, bajo consumo energético y la alta disponibilidad en la generación distribuida, a la que se incorporarán otros mil 770 MW en lo que resta del año 2007. También constituye una ayuda a el suministro de a energía eléctrica en el horario de máxima demanda. [2] También se realiza la restauración de redes, distribución de bombillos ahorradores, artículos y equipos electrodomésticos eficientes y creación de talleres para la reparación.

(25) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 19. de estos, permitiendo así que bajen las demandas de la población, fundamentalmente en los horarios establecidos donde exista un mayor consumo. Con todo esto se puede llegar a comprender la importancia de nuevas políticas energéticas, tanto de generación como de ahorro, pues Cuba no puede permanecer al margen del agotamiento previsible de los combustibles fósiles.. 1.4 - Eficiencia Energética La cogeneración es una técnica de eficiencia energética, en consecuencia empezaremos por definir este término. [11] Eficiencia energética es el conjunto de técnicas que se aplican para mejorar el rendimiento de una instalación industrial cualquiera, ello significa: 1- Optimizar el consumo de energía primaria, aumentar el rendimiento de los procesos de transformación de ésta. 2- Aprovechar óptimamente la generación de energía, o materias primas, no transformadas (pérdidas). 3- Los sistemas eficientes energéticamente son cada día más necesarios. Podríamos dar dos motivos básicos: -Por competitividad económica, pues suponen un aprovechamiento mayor de los recursos. -Por respeto medio-ambiental, pues se trata de producir más afectando en menor medida al medio; por una parte se obtiene mayor provecho de la misma cantidad de energía primaria empleada, por otra parte se devuelve al medio menos energía en forma de " pérdidas". [11] No deberá confundirse eficiencia energética con energías renovables. Las técnicas de eficiencia son aplicables a cualquier proceso de transformación industrial, sea éste basado en sistemas clásicos (convencionales no renovables), o renovables. [11] Los motores de explosión de muy bajo consumo son más eficientes energéticamente que los tradicionales; una ciudad que depura sus aguas residuales y las reaprovecha para fines aptos para ellas (industria, riego, etc.), también actúa con criterios de eficiencia energética. [11].

(26) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 20. 1.5 - Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía. La Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía consiste en un paquete de procedimientos, herramientas y software especializado, que aplicadas de forma continua, con la filosofía y principios de la gestión total de la calidad y el conocimiento, permiten establecer nuevos hábitos de dirección, control, diagnóstico y uso de la energía. Su objetivo no es sólo diagnosticar y dejar un plan de medidas, sino esencialmente elevar las capacidades técnico-organizativas de la institución, de forma tal que esta sea capaz de desarrollar un proceso de mejora continua de la eficiencia energética. [12] Dentro de ellas se añade el estudio socio-ambiental, la gestión de mantenimiento, la gestión tecnológica y los elementos de las funciones básicas de la administración que inciden en el uso eficiente de la energía; es capaz de identificar un número muy superior de medidas triviales y de baja inversión para la reducción de los costos energéticos; entrena, capacita y organiza los recursos humanos que deciden la reducción de los consumos y gastos energéticos, creando una nueva cultura energética; e instala en la empresa procedimientos, herramientas y capacidades para su uso continuo y se compromete con su consolidación. [12] La TGTEE incluye la capacitación al Consejo de Dirección y especialistas en el uso de la energía; el establecimiento de un nuevo sistema de monitoreo, evaluación, control y mejora continua del manejo de la energía; la identificación de las oportunidades de conservación y uso eficiente de la energía en la empresa; la proposición, en orden de factibilidad, de los proyectos para el aprovechamiento de las oportunidades identificadas; la organización y capacitación a los trabajadores vinculados al consumo energético, en hábitos de uso eficiente; el establecimiento de un programa efectivo de concientización y motivación de los recursos humanos de la empresa hacia la eficiencia energética; la preparación de la empresa para autodiagnosticarse en eficiencia energética; y el establecimiento en la empresa de las herramientas necesarias para el desarrollo y perfeccionamiento continuo de la tecnología. [12].

(27) CAPÍTULO I___________________________________________________________________________________. 21. 1.5.2- Herramientas de trabajo para la implementación de la Gestión Total Eficiente de la Energía. Una vez instaurado el grupo de gestión de mejora, se deben utilizar las herramientas de trabajo, las cuales permiten implementar las secuencias propuestas para la tecnología, por su nivel de complejidad generalmente se clasifican en básicas, medias y avanzadas. [4] Las básicas son aquellas que se sustentan en métodos estadísticos simples, que permiten desarrollar un proceso deductivo que va de lo general a lo particular determinando así la causa de los problemas. [4] Las herramientas medias y las de avanzada deben ser conocidas y manejadas por los integrantes del grupo de gestión de mejora ya que requieren de cierto nivel académico y grado de especialización técnica para su comprensión, aplicación e interpretación. [4]. 1.5.3- Herramientas Básicas. El propósito de utilizar estas herramientas es que a partir de datos de consumo y producción suministrados por la empresa, se puedan generar, por una parte las condiciones de operación típicas para la empresa, y por otra, indicadores de comparación. [4] Las herramientas básicas fundamentales son las siguientes: • Diagrama de Pareto. • Histogramas. • Selección ponderada. • Diagrama causa y efecto. • Diagrama de dispersión Estratificación. • Gráficos de control..

(28) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 22. CAPÍTULO II: Caracterización de los portadores en el hospital “Celestino Hernández” mediante la aplicación de Herramientas de la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía. 2.1 - Definición de los Portadores Energéticos estudiados en el hospital. Para la aplicación de las herramientas de la TGTEE en el hospital se seleccionó el período desde el año 2008. A partir de los datos estadísticos recopilados en economía y el propio departamento estadístico de la instalación para este año, destacándose que los mismos son del tipo no renovables, y no se usan renovables para generar electricidad; se identificaron los principales portadores energéticos del período y estos son: ™ Energía eléctrica. ™ Diesel. ™ GLP. ™ Gasolina Regular (90 octanos). Energía eléctrica: esta se ha monitoreado mediante equipos y se ha hecho un registro del año 2008, y así con los resultados obtenidos de el libro de control se pueden realizar los diferentes procedimientos necesarios para tener una información mas amplia sobre el consumo de esta, además se realizó un chequeo diario de dos días del mes de Marzo para saber como se encuentra el consumo en la actualidad, durante los días de la practica laboral. Diesel: existe la particularidad de que es el suministrado para la generación de vapor y para el consumo del grupo electrógeno en el caso de encontrarse en funcionamiento y el suministrado en los servicios de SIUM por tarjetas magnéticas. También es usado para el combustible en el trasporte de algunos vehículos en el hospital pero este valor no es significativo en comparación con el resto del mismo, por lo que no se tendrá en cuenta..

(29) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 23. Tabla 2.1.1. Consumo de Portadores Energético en el año 2008. Estructura de consumo 2008. Nº. Portador. U.M.. Consumo. F.Conver.. T.C.C.. %. %ACUM... 1. Diesel. Ton. 285,66. 1,1789. 336,76. 52,30. 52,30. 2. Electricidad. MWh. 784,32. 0,3520. 276,08. 42,88. 95,17. 3. Gasolina. Ton. 27,4. 1,0634. 29,14. 4,52. 99,70. 4. GLP. Ton. 1,575. 1,2284. 1,93. 0,30. 100,00. Con estos datos comprendidos en la tabla anteriormente mostrada se pudo realizar el diagrama de Pareto para saber cuales de ellos son los más significativos en el 2008. Diagrama Pareto 100.00 100.00. 95.17. 600.00. 99.70. 90.00 80.00. 500.00. 300.00. 60.00. 52.30. 50.00 40.00. 200.00. 30.00. %Acumulado. Consumo tcc. 70.00 400.00. 20.00. 100.00. 10.00. 0.00. 0.00 Diesel. Electricidad. Gasolina. GLP. Portadores. Fig. 2.1.1: Diagrama de Pareto donde se aprecian los portadores más significativos en el hospital “Celestino Hernández”.

(30) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 24. Tabla 2.1.2: se muestran los diferentes meses del 2008 así como el consumo respectivo a cada mes de energía eléctrica y combustible diesel. GLP y gasolina regular. Combustible Diesel Regular Energía Eléctrica (MWh). (toneladas) Generador. Enero. 56,34. Febrero. 69,24. Marzo. 65,49. Abril. 65,32. Mayo. 72,81. Junio. 76,39. Julio. 77,72. Agosto. 69,24. Septiembre. 61,37. Octubre. 72,09. Noviembre. 53,31. Diciembre. 45,00. Total. 784,32. 15,845 15,592 17,443 16,442 17,589 16,667 16,269 13,733 13,731 14,056 14,410 7,293 179,07. T. Magnéticas 12,13 12,09 10,83 11,34 11,42 11,76 10,56 11,63 2,02 0,94 0,81 0,55 96,07. Aquí en la tabla representada anteriormente existe la particularidad de que a partir del mes de septiembre comienza a bajar el valor de diesel por Tarjetas Magnéticas, esto se debe a la terminación del suministro de combustible al SIUM. También se puede observar un mayor valor de energía eléctrica consumida en los meses de junio y julio debido al clima que existe en esa época del año..

(31) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 25. Gráfico de control 2008. Consumos MWh. Consumo. Media. 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. Meses Fig. 2.1.2: Gráfico que muestra el consumo de energía eléctrica en los 12 meses del 2008.. Aquí podemos apreciar que en este año existe un incremento de la demanda de energía eléctrica en el hospital en los meses de junio y julio donde en este ultimo específicamente se incrementó bruscamente el consumo de energía eléctrica hasta un valor de 77.72 MWh, debido principalmente a la temperatura en esa época del año.. 20. 18. 18. 16. 16. 14. 14. 12. 12. 10. 10. 8. 8. 6. 6. 4. 4. 2. 2. 0. 0. Combustible de las Tarjetas Magnéticas (toneladas). 20. En Fe e ro bre r Ma o rzo Ab r Ma i l yo Ju nio Ju A li o Se go s p ti to em O c b re No tubr v ie e Dic mbr iem e bre. Combustible consumido por el Generador (toneladas). Gráfico de consumo de combustible del Generador-Tarjetas Magnéticas Vs Tiempo. Combustible consumido por el Generador Combustible consumido de las tarjetas magnéticas. Fig. 2.1.3: Gráfico que muestra el consumo de combustible del generador de vapor y las tarjetas magnéticas en el tiempo..

(32) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 26. En esta Fig.2.1.3 se puede observar que es bastante irregular el consumo de combustible del generador durante el transcurso del año, pues esta relacionado con los servicios de atención a los pacientes que brinda el hospital y este no es un aspecto que se pueda predecir, pues la cantidad de pacientes atendidos internamente esta en constante variación. Tabla 2.1.3: se muestran los diferentes meses del 2008 así como el consumo respectivo a cada mes de GLP y gasolina regular. Gasolina Regular 90. Meses. GLP (toneladas). Enero. 0,135. 6,92. Febrero. 0,18. 4,81. Marzo. 0,09. 4,81. Abril. 0,045. 1,85. Mayo. 0,225. 2,17. Junio. 0,135. 1,76. Julio. 0,18. 2,47. Agosto. 0,09. 0,76. Septiembre. 0,09. 1,08. Octubre. 0,18. 0,21. Noviembre. 0,135. 0,31. Diciembre. 0,09. 0,25. Total. 1,575. 27,4. octanos (toneladas).

(33) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 27. 10. 0.9. 9. 0.8. 8. 0.7. 7. 0.6. 6. 0.5. 5. 0.4. 4. 0.3. 3. 0.2. 2. 0.1. 1. 0. 0. GlP (toneladas). 1. En Fe e ro bre r Ma o rz o Ab ri Ma l yo Ju nio Ju A li o Se go s p ti to em O c b re No tubr v ie e Dic mbr iem e bre. Gasolina 90 octanos (toneladas). Gráfico de consumo de Gasolina y GLP Vs Tiempo durante el 2008.. GLP consumido (toneladas) Gasolina consumida (toneladas). Fig. 2.1.4: Gráfico que muestra el consumo de gasolina regular 90 octanos y el GLP en el hospital en el año 2008.. Aquí se observa que el consumo de gasolina no tiene relación con el transcurso de los meses, o sea no hay un patrón de consumo de la misma porque los servicios prestados por este tipo de institución no son predecibles. El consumo de GLP si se observa que es mayor en el mes de mayo, y oscilan los mayores valores en esa época del año..

(34) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 28. Tabla 2.1.4: se muestra el combustible consumido y la energía eléctrica aportada por el grupo electrógeno durante los meses del 2008. Grupo Electrógeno Meses. Combustible consumido (ton). Energía Eléctrica Generada (MWh). Enero. 0,035. 0,06. Febrero. 0,118. 0,26. Marzo. 0,307. 0,70. Abril. 0,578. 1,06. Mayo. 1,451. 2,89. Junio. 0,873. 0,20. Julio. 0,271. 0,33. Agosto. 0,637. 1,25. Septiembre. 2,819. 3,83. Octubre. 0,484. 0,87. Noviembre. 0,920. 1,79. Diciembre. 2,017. 1,03. Total. 10,51. 14,27. Aquí el combustible consumido por el grupo electrógeno no tiene relación con el transcurso del año, pues este depende de cuando sea necesario que el hospital cuente con este tipo de apoyo energético..

(35) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 29. Gráfico de combustible consumido-energía eléctrica vs tiempo durante los meses del 2008 4. 3.5 3. 3. 2.5 2. 2. 1.5 1. 1. Energía eléctrica generada (MWh). Combustible consumido (toneladas). 4. 0.5 0. En Fe ero br er o M ar zo Ab ril M ay Ju o ni o Ju lio Se Ago pt st ie o m b O re c N t ub ov i e re D mb ici re em br e. 0. Meses. Consumo de combustible Energía eléctrica generada. Gráfico 2.1.5: donde se muestra el consumo de combustible por el grupo electrógeno y la energía eléctrica generada por el mismo durante el 2008.. Aquí en este gráfico podemos observar que existe bastante relación entre el consumo de combustible del grupo electrógeno y la energía eléctrica que aporta el mismo durante el 2008 en el tiempo que el hospital ha necesitado los servicios de este, auque hay que resaltar que en el ultimo mes no coinciden estas curvas y existe la particularidad de que de junio a julio la curva de consumo de combustible esta por encima de la de energía eléctrica generada..

(36) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 30. Tabla 2.1.5: muestra la relación de Días pacientes y consumo de energía eléctrica en los meses del año 2008. Meses. consumo (MWh). Días-Pacientes. kWh/ Días-Pacientes. Enero. 56,34. 6 415. 8,78. Febrero. 60,24. 6 371. 9,46. Marzo. 65,49. 6 406. 10,22. Abril. 65,32. 6 057. 10,78. Mayo. 72,81. 6 589. 11,05. Junio. 76,39. 6 519. 11,72. Julio. 77,72. 6 044. 12,86. Agosto. 69,24. 5 121. 13,52. Septiembre. 61,37. 5 753. 10,67. Octubre. 72,09. 6 722. 10,72. Noviembre. 53,31. 5 944. 8,97. Diciembre. 45,00. 4 797. 9,38. 80.00 75.00. 6500. 70.00 6000. 65.00 60.00. 5500. 55.00. 5000. 50.00 4500 Diciembre. Octubre. Septiembre. Agosto. Julio. Junio. Mayo. Abril. Marzo. Febrero. 40.00. Noviembre. 45.00. Días pacientes. 7000. Enero. Consumo de EE en MWh. Gráfico de EE-Dias Pac Vs Tiempo durante los meses del 2008. 4000. Consumo EE Días-Paciente. Fig. 2.1.6: gráfico donde se muestra el comportamiento de la energía eléctrica y los días pacientes en el transcurso del 2008..

(37) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 31. Se puede observar en la Fig.2.1.6 una anomalía hasta el mes de abril, donde hay poca correspondencia de ambas curvas, a partir de aquí hasta diciembre ya que si se observa hay cierta similitud en las curvas, auque en Septiembre la curva de electricidad esta por debajo de la curva días-pacientes por lo que se puede apreciar una mejora en relación al índice de producción-consumo, tomando como consumo en el hospital como los días pacientes de la instalación.. kWh/D.P. Índice que relaciona kWh/D.P en el año 2008 16 14 12 10 8 6 4 2 0. kWh/Días-Pacientes. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 10 11 12. Meses. Fig. 2.1.7: Gráfico donde se muestra la relación de kWh/Días Pacientes.. Según el gráfico podemos apreciar que la relación de los kWh/Días-Pacientes comienza a aumentar hasta el mes de Agosto pues una razón, lo que constituye un aspecto negativo pues es un aumento de consumo con el trascurso de estos meses pues en ello esta relacionado la temperatura, ya que los equipos de refrigeración tienen que estar conectados un mayor tiempo, después de Agosto esta relación comienza a bajar relacionado con la temperatura ambiente de los meses a finales de año..

(38) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 32. E. Eléctrica en MWh. Gráfico de disperción E.E vs Días pacientes 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 4000. y = 0,0086x + 12,391 R2 = 0,2683. Gráfico de disperción días pacientes vs E. Eléctrica. 5000. 6000. 7000. Días pacientes. Linear (Gráfico de disperción días pacientes vs E. Eléctrica). Fig. 2.1.8: Gráfico de dispersión relacionado con el consumo de energía eléctrica en MWh contra los días pacientes en el hospital durante el 2008.. Aquí en este gráfico se puede observar que a medida que aumentan los días pacientes aumenta el consumo de energía eléctrica y podemos decir que el 19 % de la energía eléctrica no está asociado al nivel de ocupación en el hospital.. 2.2 - En relación con la generación de vapor. Tabla 2.2.1: muestra el índice relacionado con el combustible consumido por el Generador en Toneladas y los Días pacientes durante el 2008.. Enero Febrero Marzo. Consumo de combustible (ton) 15,84 15,59 17,44. Camas días-pacientes 6 415 6 371 6 406. Abril Mayo Junio Julio Agosto. 16,44 17,58 16,66 16,26 13,73. 6 057 6 589 6 519 6 044 5 121. 2,71 2,66 2,55 2,69 2,68. Septiembre Octubre Noviembre Diciembre. 13,73 14,05 14,41 7,29. 5 753 6 722 5 944 4 797. 2,38 2,09 2,42 1,52. Meses. ton/días-pacientes 2,46 2,44 2,72.

(39) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 33. 7000. 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5. 6000 5500 5000. Días paciente. 6500. Meses. Diciembre. Noviembre. Octubre. Septiembre. Agosto. Julio. Junio. Mayo. Abril. Marzo. Febrero. 4500. Enero. Combustible consumido por el Generador (toneladas). Gráfico de Consumo de combustible del Generador-Días Pacientes Vs Tiempo. 4000. Consumo de combustible del generador Días-Paciente. Fig.2.2.1: Gráfico que muestra el consumo de combustible en toneladas contra los días pacientes en el transcurso del 2008.. Aquí en esta figura se puede observar que existe cierta similitud en ambas curvas durante el transcurso del año, aunque existen algunas variaciones como por ejemplo: en agosto los días pacientes se van por debajo del consumo de combustible y en octubre sucede lo contrario..

(40) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 34. Índice que relaciona el combustible consumido en el generador en Toneladas/D.P en el año 2008 Combustible (ton)/D.P. 3.0 2.5 2.0 Toneladas/DíasPacientes. 1.5 1.0 0.5 0.0 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 10 11 12. Meses Fig.2.2.2: Gráfico que muestra el índice relacionado con el consumo de combustible del generador en toneladas/días pacientes en el 2008.. Aquí en esta Fig.2.2.2 se puede apreciar el índice relacionado con el combustible consumido en el generador de vapor contra los días pacientes en el hospital, donde se puede ver que en el transcurso del año es completamente irregular el comportamiento del mismo.. Combustible consumido por el Generador de vapor en toneladas. Gráfico de disperción de combustible consumido por el generador de vapor vs días-pacientes 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 4000. y = 0,0037x - 7,3953 2 R = 0,6224. Gráfico de disperción combustible consumido por el generador vs días pacientes. 5000. 6000. Días pacientes. Fig.. 7000. Linear (Gráfico de disperción combustible consumido por el generador vs días pacientes). 2.2.3: Gráfico de dispersión relacionado con el consumo de combustible utilizado para la. generación de vapor en toneladas vs los días pacientes durante el año 2008.. Aquí en la Fig.2.2.3 se puede observar que a medida que aumentan los días pacientes aumenta también el consumo de combustible en toneladas utilizado en la generación de.

(41) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 35. vapor. Por otra parte podemos decir que el 49 % del consumo de combustible no está asociado al nivel de ocupación del hospital. Tabla 2.2.2: muestra el consumo de combustible horario en Toneladas el día jueves 12 de marzo del 2009 desde las 8:00 de la mañana hasta las 5:00 de la tarde. Hora de lectura. Combustible consumido (ton). 8:00. 0,067. 9:00 10:00. 0,080. 11:00. 0,061. 12:00. 0,078. 1:00. 0. 2:00. 0. 3:00. 0,031. 4:00. 0,057. 5:00. 0,038. Total. 0,412. 0.040. 60.00. 0.030. 50.00. 0.020. 40.00. 0.010. 30.00. 0.000. Consumo de Combustible en toneladas. 70.00. 5:00. 0.050. 4:00. 80.00. 3:00. 0.060. 2:00. 0.070. 90.00. 1:00. 100.00. 12:00. 0.080. 11:00. 0.090. 110.00. 9:00. 120.00. 10:00. kWh/1h. Gráfico de kWh/1h-Consumo de Combustible (ton) Vs Tiempo. Tiempo. kWh/1h (kW promedio). Consumo de combustible. Fig. 2.2.4: gráfico de kWh/h-consumo de combustible horario en la generación de vapor (Toneladas)Tiempo desde las 9:00 de la mañana hasta las 5:00 de la tarde del día 12 de marzo del 2009..

(42) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 36. Hay que resaltar en la Fig.2.2.4 que la curva de consumo de combustible baja a cero y posteriormente vuelve a salir esto se debe a el tiempo que estuvo detenido el generador por lo que no se manifestó consumo de combustible. También podemos ver que el mayor valor corresponde aproximadamente las 10:00 AM pues están conectadas todas las áreas consumidoras de vapor, siendo este de 0.08 Toneladas. Tabla 2.2.3: muestra el consumo de combustible horario en toneladas el día viernes 13 de marzo del 2009 desde las 8:00 de la mañana hasta las 5:00 de la tarde. Hora de lectura. Combustible consumido (ton). 8:00 9:00. 0,045. 10:00. 0,078. 11:00. 0,070. 12:00. 0,050. 1:00. 0. 2:00. 0. 3:00. 0,059. 4:00. 0,028. 5:00. 0,048. Total. 0,377. En las tablas 2.2.2 y 2.2.3: en el horario desde las 12:00 AM hasta las 2:00 PM la caldera se encontraba apagada. -Características de la demanda: se encontraba conectado desde las 8:00 AM Central de Esterilización, Cardiocentro y cocina, a las 11:00 se detuvo central de Esterilización y a las 11:30 se detuvo todo hasta las 2:00 de la tarde cuando se conectó Esterilización y Cardiocentro hasta que a las 4:30 se volvió a conectar la cocina..

(43) CAPÍTULO II___________________________________________________________________________________. 37. 70.00. 0.040. 60.00. 0.030. 50.00. 0.020. 40.00. 0.010. 30.00. 0.000. Consumo de Combustible en toneladas. 0.050. 5:00. 80.00. 4:00. 0.060. 3:00. 0.070. 90.00. 2:00. 100.00. 1:00. 0.080. 12:00. 110.00. 11:00. 0.090. 10:00. 120.00. 9:00. kWh/1h. Gráfico de kWh/1h-Consumo de Combustible (ton) Vs Tiempo. Tiempo. kWh/1h (kW promedio). Consumo de combustible. Fig. 2.2.5: gráfico de kWh/h-consumo de combustible horario (Toneladas)-Tiempo desde las 9:00 de la mañana hasta las 5:00 de la tarde del día 13 de marzo del 2009.. Podemos observar que a pesar de la similitud de ambas curvas, hay una pequeña anomalía en el horario de las 4:00 pm a las 5:00 pm. A continuación se da una lista de problemas que afectan la eficiencia de un generador de vapor: 1- Baja temperatura del condensado. 2- Calidad del agua deficiente. 3- Baja temperatura del combustible. 4- Mala combustión. 5- Demanda variable de vapor. 6- Mala atomización. 7- Inexperiencia del operador. 8- Arranque manual..

Figure

Fig. 1.1: Consumo de energía por región 1970-2025.[5]
Fig. 1.2: Gráfico que muestra el porcentaje de energía consumida a nivel mundial.[6]
Fig. 2.1.1: Diagrama de Pareto donde se aprecian los portadores más significativos en el hospital
Tabla 2.1.2: se muestran los diferentes meses del 2008 así como el consumo  respectivo a cada mes de energía eléctrica y combustible diesel
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