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Estudio energético integral de la empresa de cigarros Ramiro Lavandero Cruz

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Academic year: 2020

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(1)Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas Facultad de Ingeniería Mecánica. Trabajo de Diploma Estudio energético integral de la empresa de cigarros Ramiro Lavandero Cruz.. Autor: Leandro Alfredo Domínguez Fernández Tutor: Dr. Víctor Samuel Ocaña Curso 2016-2017 1.

(2) Pensamiento Resulta imprescindible un cambio hacia un modelo de desarrollo energético sostenible, es el único camino de la supervivencia humana que requiere de acciones urgentes encaminadas al incremento de la eficiencia energética, constituyendo la adecuada gestión energética una de las vías para lograrlo (Centro de estudios de Energía y Medio Ambiente, 2006).. 2.

(3) Agradecimientos Agradecer a Dios por haberme permitido obtener unos de mis más grandes sueños que era llegar a ser profesional. Agradecer a mi familia por todo el apoyo tanto moral como financiero que me han dado para la realización de mi carrera de Ingeniería Mecánica en la casa de altos estudios. Agradecer al ingeniero eléctrico Roberto Reyes Linares por su ayuda incondicional a la hora de la obtención de los datos necesarios para la realización de estas tesis. Agradecer a la Revolución Cubana por la posibilidad de estudiar gratuitamente en una de las universidades más prestigiosas de nuestro país y el mundo. A mis amigos quienes han estado conmigo durante todo el trayecto universitario con los cuales he pasado los mejores momentos de mi vida. A toda aquella persona que me ha brindado su ayuda incondicional para lograr uno de mis sueños: La Universidad.. 1.

(4) Dedicatoria A mi familia en especial a mis padres y hermanos por ser quienes me dieron apoyo de todo tipo durante estos 5 años de mi carrera. A mis tías que, aunque no están cerca de mí me han ayudado grandemente.. 1.

(5) INDICE RESUMEN ........................................................................................................................................................ 1 ABSTRACT ...................................................................................................................................................... 2 Introducción: .................................................................................................................................................... 3 CAPÍTULO I: Marco Teórico ......................................................................................................................... 6 Introducción ................................................................................................................................................. 6 1.1 Energía y Gestión Energética ................................................................................................................ 6 1.2 La eficiencia energética como alternativa para el ahorro de energía. ............................................... 9 1.3 La eficiencia energética y el ahorro de energía dentro las empresas ............................................... 11 1.4 Beneficios del ahorro de energía y la eficiencia energética en las empresas ................................... 13 1.5 Energías renovables y su implementación en el desarrollo energético. ........................................... 14 1.6 CUBA y las energías renovables ......................................................................................................... 16 1.7 Energía solar y su implementación en la generación de electricidad. ............................................. 17 1.8 Materiales usados en la fabricación y tipos de las celdas fotovoltaicas ........................................... 20 1.9 La energía solar en cuba ...................................................................................................................... 21 Conclusiones parciales ............................................................................................................................... 23 CAPÍTULO 2: Metodología de estudio energético integral para industrias. ............................................ 24 Introducción ............................................................................................................................................... 24 2.1 Sistemas de gestión energética ............................................................................................................ 24 2.1.2 Etapas en la implementación de un sistema de gestión energética ........................................... 25 2.1.3 Análisis preliminar de los consumos energéticos ....................................................................... 26 2.2 Diagnóstico Energético ........................................................................................................................ 27 2.2.1 Tipos de diagnósticos energéticos ................................................................................................ 28 2.2.2 Planes de acción a partir de un diagnóstico energético ............................................................. 28 2.2.3 Principales indicadores de eficiencia energética ........................................................................ 28 2.3 Procedimiento de control en la eficiencia energética ........................................................................ 29 2.3.1 Diagrama de Pareto ...................................................................................................................... 29 2.3.2- Estratificación de la información ............................................................................................... 30 2.3.3- Gráfico de control ........................................................................................................................ 30 2.3.4 Criterios para determinar la estabilidad del proceso ................................................................ 31 2.3.5 Evaluación de pautas de distribución anormales ....................................................................... 31 2.3.6 - Gráfico de consumo-producción en el tiempo (e – p vs. t) ...................................................... 32 2.4 El RETScreen (software de análisis de proyectos de energía limpia) como herramienta informática a implementar en el proyecto a realizar ................................................................................................... 33.

(6) 2.4.1 Datos a utilizar en la implementación del software RETScreen. .............................................. 33 Conclusiones parciales ............................................................................................................................... 35 CAPÍTULO 3: Análisis energético integral de la Fábrica de cigarros Ramiro Lavandero Cruz. .......... 36 3.1 Sistema de gestión energético de la fábrica de cigarros Ramiro Lavandero Cruz ......................... 36 3.2 Diagnóstico energético de la empresa productora de cigarros ramiro lavandero cruz.................. 37 3.2.1 Caracterización de la organización ............................................................................................. 37 3.2.2 Estructura organizativa ............................................................................................................... 38 3.2.3 Procesos tecnológicos de la organización .................................................................................... 39 3.2.4 Sistema energético de la empresa ................................................................................................ 39 3.3 Estructura de consumo de portadores energéticos. ........................................................................... 41 3.4 Estructura del gráfico de consumo-producción en el tiempo. .......................................................... 42 3.5 Medidas para mejorar la eficiencia energética y disponibilidad de energía renovable en la empresa de cigarros Ramiro Lavandero Cruz. ...................................................................................................... 43 3.5.1 Plan de medidas sin costos propuestas para incrementar la eficiencia energética y disminuir el consumo eléctrico y la demanda de los portadores energéticos. ........................................................ 43 3.5.2 Plan de medidas con costos propuestas para incrementar la eficiencia energética y por consiguiente disminuir la demanda de los portadores energéticos. ................................................... 45 3.5.3 Los resultados obtenidos por medidas aplicadas en 2016 en función de la producción ......... 51 3.6 Disponibilidad de energía renovable para su aplicación en la empresa de cigarros Ramiro Lavandero Cruz. ........................................................................................................................................ 52 3.6.1 Cálculo del área disponible para la implementación de paneles solares:................................. 52 3.6.2 Determinación de la disponibilidad la energía solar: ................................................................ 53 3.7 Aplicación del software RETScreen para la realización del estudio de aprovechamiento de energía renovable..................................................................................................................................................... 53 3.7.1 Aplicación del software RETScreen. ........................................................................................... 54 3.8 Análisis de sensibilidad. ....................................................................................................................... 62 3.9. Análisis y discusión de resultados ...................................................................................................... 67 Conclusiones Generales ............................................................................................................................. 69 Recomendaciones ....................................................................................................................................... 70 Bibliografía ................................................................................................................................................. 71 ANEXOS ..................................................................................................................................................... 72.

(7)

(8) RESUMEN Para mejorar la rentabilidad de una empresa contribuyendo con el entorno ambiental, es necesario adquirir el compromiso de involucrarse en todas las acciones del proceso de gestión del ahorro de energía. Por lo cual se realizó un balance Energético en la empresa de cigarros Ramiro Lavandero Cruz, y valorar la posibilidad de la utilización de fuentes de energía renovables(solar) con el propósito de reducir el consumo de portadores energéticos. Fueron implementadas las herramientas de los estudios de gestión energética para empresas, como gráficos de consumo vs producción en el tiempo, diagrama de Pareto etc. Para el estudio de aprovechamiento de energías renovables se utilizó el software RETScreen el cual arrojo resultados valiosos, algunos de ellos fueron que se puede generar el 45 % de la energía eléctrica consumida por la empresa en cuestión y que se tardaría un periodo de alrededor de 4.5 años para recuperar el capital invertido en este proyecto..

(9) ABSTRACT To improve the profitability of a company contributing to the environmental environment, it is necessary to acquire the commitment to be involved in all the actions of the energy saving management process. For this reason, an Energy balance was made in the cigar company Ramiro Lavandero Cruz, and to evaluate the possibility of using renewable energy sources (solar) in order to reduce the consumption of energy carriers. The tools of energy management studies were implemented for companies, such as consumption vs. time production, Pareto diagram, etc. For the study of the use of renewable energies, RETScreen software was used which yielded valuable results, some of which were that 45% of the electric energy consumed by the company in question could be generated and that it would take a period of around 4.5 Years to recover the capital invested in this project..

(10) Introducción: El uso irracional de la energía, encaminado a la satisfacción de una demanda en constante crecimiento, tiene ante si dos graves problemas: el agotamiento de las fuentes de energía convencionales y la pérdida, cambio o deterioro de otros valores naturales como el medio ambiente, el clima o el paisaje. El agotamiento de los combustibles fósiles y su concentración en áreas relativamente pequeñas del planeta, tiene como consecuencias que la mayoría de los países del mundo vivan en una enorme dependencia de los países productores y un difícil juego geopolítico internacional que consume recursos, esfuerzos y desestabiliza las posibilidades de un crecimiento internacional armónico. Desde la perspectiva ambiental, la enorme incidencia del consumo de combustibles fósiles sobre los valores naturales y el clima, demostrada en numerosas ocasiones, nos lleva a una necesidad imperiosa e ineludible de trabajar por un nuevo modelo energético, respetuoso con el medio, y que garantice un desarrollo armónico y equitativo de la sociedad. Para mejorar la rentabilidad de una empresa contribuyendo con el entorno ambiental, es necesario adquirir el compromiso de involucrarse en todas las acciones del proceso de gestión del ahorro de energía. Por otra parte, un estudio energético consiste en realizar un diagnóstico de la empresa, que no es más que una revisión de cuánto y cómo se consume la energía. También se debe establecer un plan de medidas de ahorro con metas y recursos definidos que incluya: acomodos de carga, es decir, evitar en lo posible que todos los receptores eléctricos consuman energía al mismo tiempo, reingeniería de los procesos industriales para optimizar los procesos y medidas de educación, sensibilización e información para detectar consumos innecesarios de energía eléctrica. Asimismo, el balance energético incluye el empleo de tecnologías de alta eficiencia en iluminación y en conversión de energía, así como sistemas de climatización y refrigeración eficientes..

(11) En Cuba existe dependencia de recursos energéticos no renovables importados, derivados del petróleo, los cuales se usan para generar la energía eléctrica; por lo que la disminución de su consumo implicaría demandar menos generación y, por consiguiente, menor uso de recursos energéticos y de inversiones en la infraestructura asociada al transporte y suministro de energía. Antes de pensar en fuentes alternativas de energía, es importante y más necesario reducir el consumo, aplicando las diversas formas de ahorro. Además, de las energías primarias (petróleo, carbón y gas natural) que son fuentes susceptibles de agotamiento y además deterioran el medio ambiente existe otro tipo de energía más seguras y menos contaminantes. Se trata de las energías renovables o energías del futuro y son aquellas que producen electricidad a partir del sol, viento y el agua. Son fuentes inagotables pero que todavía presentan grandes dificultades de almacenamiento y son menos eficientes ya que las instalaciones tienen poca potencia y el costo de producción es elevado. El aprovechamiento del sol como fuente de energía, es una estrategia de energía limpia, sostenible y un concepto claro de innovación y perfeccionamiento de la tecnología y los recursos a servicio del hombre. Para este proyecto, cubierto el punto de ahorro, hay que revisar el punto de abastecimiento, además de ahorrar bajando el consumo, se quiere autoabastecer una parte de ese consumo a través de esta fuente de energía disponible. La instalación de una central de energía solar a partir de las áreas disponibles del centro podría proveer algo más que la energía eléctrica actualmente consumida. Por otro lado, se puede afirmar que es posible hacer un cambio del paradigma del consumo energético en el sector industrial. Un ejemplo de gran consumidor de recursos energéticos no renovables lo es la Empresa de cigarros “Ramiro Lavandero Cruz” de la provincia Villa Clara, la cual es una organización orientada hacia la producción y comercialización de cigarros de producción nacional a los más altos estándares de calidad para satisfacer la demanda de los clientes..

(12) Como objetivo general de esta investigación se establece: . Realizar un balance Energético en la empresa de cigarros Ramiro Lavandero Cruz, y valorar la posibilidad de la utilización de fuentes de energía renovables(solar) con el propósito de reducir el consumo de portadores energéticos.. Objetivos específicos: 1. Detección de áreas de mayor consumo dentro de la planta. 2. Desarrollar estudio diagnóstico para evaluar su estado energético e identificar los principales potenciales de ahorro. 3. Realizar un estudio sobre un posible aprovechamiento de energía renovable (solar).. La implementación de este trabajo contribuye a que se disminuya el consumo de portadores energéticos dentro de la empresa y la contaminación ambiental, ya que los procesos de producción y el uso de la energía constituyen la causa fundamental de su deterioro. El agotamiento de los combustibles fósiles y el daño irreversible que trae consigo al medio ambiente, demanda de nosotros que se adopten nuevas estrategias en materia de energía, ya sea en cuestiones de ahorro energético mediante medidas a tomar o con la implementación de nuevas vías de obtención de la energía eléctrica con son las energías renovables, así como se plantea en este trabajo..

(13) CAPÍTULO I: Marco Teórico Introducción En el presente capítulo se hace una revisión bibliográfica sobre las técnicas para la gestión de la energía haciendo énfasis en la eficiencia energética y el uso de los portadores energéticos Estos aspectos son enfocados en el ambiente de empresas mostrando así las ventajas y los beneficios que trae la implementación de estos aspectos También se hace mención de las energías renovables su implementación en nuestro país, tipos y ventajas que presentan su introducción a nivel de empresa Dentro de las energías renovables se hace énfasis en la energía solar ya que resulta el portador disponible en la empresa a la que se le realiza el estudio energético integral. 1.1 Energía y Gestión Energética La actual crisis energética que atraviesa el mundo y la necesidad del ahorro de portadores energéticos, requiere de una conciencia energética para el uso racional de estos recursos (Council 2013). En el caso de Cuba que no cuenta con estos recursos energéticos fósiles suficientes para su funcionamiento y desarrollo, resulta de vital importancia el poner en práctica estas técnicas. El agotamiento de los combustibles fósiles y el daño irreversible que se ocasiona al medio ambiente es previsible, exige del amparo de nuevas estrategias en materia de energía. Así es posible obtener la base de un modelo de desarrollo sostenible, que permita satisfacer las necesidades energéticas de la generación actual. Poniéndolas en práctica es posible preservar las posibilidades para que las futuras generaciones puedan también encontrar soluciones para satisfacer sus necesidades energéticas(Cabrera. 2015). La adopción de nuevas estrategias en materia de energía, posibilita mejorar la calidad de la vida con más y mejores servicios energéticos. Además, genera que distribuya más equitativamente los beneficios del progreso económico, pero de una forma racional permita respetar y cuidar las comunidades de seres vivos. El no sobrepasar los límites de la capacidad del planeta para suplir fuentes de energía y asimilar los residuos de su producción y uso. Esto es cuestión de un modelo que posibilite, en definitiva, integrar el desarrollo y la conservación del medio ambiente. (Rodríguez 2013) El acelerado desarrollo científico-tecnológico de la segunda mitad del pasado siglo ha contribuido, entre otros aspectos, a la complejización del entorno y al incremento hasta límites nunca antes vistos de la velocidad del cambio. Esta situación determinó para los.

(14) sistemas directivos, la necesidad de modificar sus concepciones en la búsqueda de nuevos enfoques del sistema adaptados a las características del entorno, complejidad, dinamismo, incertidumbre, lo que favoreció el surgimiento de lo que se ha dado en llamar sistemas avanzados de dirección, con enfoques, métodos y técnicas apropiadas para trabajar en las nuevas y complejas condiciones. En las actuales condiciones socioeconómicas, las organizaciones deben crear capacidades que le posibiliten adelantar acciones para favorecer su sustentabilidad y/o adaptarse a los cambios que impone el entorno. (Council 2013) La energía eléctrica, el agua o el gas, con sus precios en constante aumento y una mayor sensibilidad frente a cuestiones medioambientales, son recursos cada vez más valiosos. La industria produce cerca del 34% de las emisiones de gases de invernadero. Por consiguiente, sobre ella recae la gran responsabilidad de mejorar continuamente la eficiencia energética y el uso de los recursos, como también la protección del medio ambiente.(Cabrera. 2015) El aumento de la población mundial llevará ligado un aumento del consumo y esto agotará los recursos energéticos afectando también a nuestro clima. Si no cambiamos nada, no seremos capaces de vivir cómodamente, de desplazarnos y transportar nuestras mercancías; sin proteger nuestro clima no podremos sobrevivir. (Cabrera. 2015) La presión sobre el uso de los recursos, en especial los energéticos y los hídricos, obliga a utilizarlos cada vez de manera más racional y eficiente. La tendencia al encarecimiento de la energía y al agotamiento de los recursos hídricos, está presionando social y económicamente a la sociedad. Los más afectados son los países con menos recursos, pues la presión no es proporcional al desarrollo económico. (CONUEE 2014) El esquema energético global actual descansa en la utilización de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural):  Combustibles que son extinguibles  Contaminantes en alto grado  Concentrados en pocas regiones de la tierra  En manos de grandes consorcios transnacionales  Utilizados de forma muy ineficiente..

(15) Algunos conceptos básicos de gestión energética Lo más importante para lograr la eficiencia energética en una empresa no es sólo que exista un plan de ahorro de energía, sino contar con un sistema de gestión energética que garantice el mejoramiento continuo. Es más importante un sistema continuo de identificación de oportunidades que la detección de una oportunidad aislada. Para el éxito de un programa de ahorro de energía resulta imprescindible el compromiso de la alta dirección de la empresa con esa administración. Debe controlarse el costo de las funciones o servicios energéticos y no solo el costo de la energía primaria. El costo de las funciones o servicios energéticos debe controlarse como parte del costo del producto o servicio. Concentrar los esfuerzos en el control de las principales funciones energéticas. Organizar el programa orientado al logro de resultados y metas concretas. Realizar el mayor esfuerzo dentro del programa a la instalación de equipos de medición. Errores que se cometen en la gestión energética.  Se atacan los efectos y no las causas de los problemas.  Los esfuerzos son aislados, no hay mejora integral en todo el sistema.  No se atacan los puntos vitales.  No se detectan y cuantifican adecuadamente los potenciales de ahorro.  Se consideran las soluciones como definitivas.  Se conforman creencias erróneas sobre cómo resolver los problemas. Barreras que se oponen al éxito de la gestión energética.  Las personas idóneas para asumir determinada función dentro del programa, se excusan por estar sobrecargadas.  Los gerentes departamentales no ofrecen tiempo a sus subordinados para esta tarea.  El líder del programa no tiene tiempo, no logra apoyo o tiene otras prioridades..

(16)  La dirección no reconoce el esfuerzo del equipo de trabajo y no ofrece refuerzos positivos.  La dirección no es paciente y juzga el trabajo solo por los resultados inmediatos.  No se logra conformar un equipo con buen balance interdisciplinario o interdepartamental.  Falta de comunicación con los niveles de toma de decisiones.  La dirección ignora las recomendaciones derivadas del programa.  El equipo de trabajo se aparta de la metodología disciplina y enfoque sistemático.  Los líderes del equipo de trabajo son gerentes e inhiben la actuación del resto de los miembros. Las direcciones estratégicas en los programas de uso racional de la energía son: 1. El ahorro de energía, entendiéndose por ello la eliminación de despilfarros, de uso innecesario de energía. 2. La conservación de energía, en el sentido de mejorar la eficiencia en los procesos de generación, distribución y uso final de la energía. La sustitución de fuentes de energía, con el objetivo de reducir costos y mejorar la calidad de los productos. 1.2 La eficiencia energética como alternativa para el ahorro de energía. La energía desempeña un papel fundamental en el desarrollo de todos los sectores productivos cuya utilización debería realizarse con alta eficiencia, bajo impacto medioambiental y al menor costo posible. El consumo de energía se ha ido incrementando unido a la producción de bienes y servicios. Históricamente, el desarrollo económico ha estado estrechamente correlacionado con un mayor consumo de energía y un aumento de las emisiones de GEI, lo que ha generado importantes impactos ambientales (Aceituno 2011). La eficiencia energética es una práctica que tiene como objeto reducir el consumo de energía. La eficiencia energética es el uso eficaz de la energía, de esta manera optimizar los procesos productivos y el empleo de la energía utilizando lo mismo o menos para producir más bienes y servicios. Dicho de otra manera, producir lo mismo con menos energía(Schneider 2012)..

(17) Por supuesto, evaluar la eficiencia energética desde el punto de vista de las políticas, no significa examinar cada vivienda o fábrica en particular. Ciertamente esto significa calcular, o medir, hasta dónde todas estas mejoras en el micro nivel contribuyeron ciertamente a la evolución real del consumo energético en los varios sectores, y para la totalidad del país. (Schneider 2012) El ahorro de energía, su consumo responsable y el uso eficiente de las fuentes energéticas son esenciales a todos los niveles. La importancia de las medidas de ahorro y eficiencia energética se manifiesta en la necesidad de reducir la factura energética, restringir la dependencia energética del exterior, y reducir la emisión de Gases de Efecto Invernadero (GEIs). La tendencia de la energía es encarecerse cada vez más, aunque los precios fluctúen debido a otros motivos. Pero una vez que los combustibles que aportan esta energía comiencen a escasear, el precio de esta comenzará a subir. (Cabrera. 2015) Eficiencia energética, necesitamos obtener la misma producción con menos energía. En la industria, en movilidad y en la vivienda, en todas estas áreas la eficiencia energética puede ayudarnos a proteger nuestro clima y es donde más beneficios obtendremos usando la energía de forma más eficiente.(Aceituno 2011) El ahorro de energía y la mejora de la eficiencia energética son desafíos importantes que se deben afrontar en los próximos años. Por ello, y para mejorar la competitividad, se deben poner en marcha las estrategias adecuadas y proporcionar las herramientas necesarias para introducir mejoras significativas en el desarrollo tecnológico y en las pautas de consumo de energía. (Sánchez 2014) Toda empresa, industrial o de servicios, de mayor o menor tamaño, debe plantearse si sus instalaciones y procesos responden a un diseño optimizado desde el punto de vista energético. Una gestión energética adecuada dentro de la empresa conlleva el uso eficiente de la energía y, por consiguiente, la reducción de los costos energéticos en los procesos de producción. Producir de forma eficiente, es un objetivo que persigue toda industria, pues ello, sin duda, le ayudará a competir con otras empresas de su mismo sector.(Sánchez 2014) La reducción del consumo de energía se puede minimizar utilizándola de forma más eficiente e invirtiendo en equipamiento energéticamente eficiente, además implementando medidas de.

(18) ahorro energético, así como adoptando un estilo de vida más sostenible con respecto al uso de la energía(OptimaGrid 2016). Las mejoras de la eficiencia energética se refieren a una reducción en la energía utilizada para un servicio energético dado (climatización, iluminación, etc.) o para un nivel de actividad. Esta reducción en el consumo de energía no está necesariamente asociada a cambios tecnológicos. No cabe duda de que el ahorro de energía (consumo responsable) y el uso eficiente de las fuentes de energía resultan esenciales para el futuro de todos los habitantes del planeta. Pero también, ahorrar energía en nuestra empresa nos va a proporcionar mejoras tanto. económicas. como. ambientales,. además. de. otros. beneficios. para. la. organización.(OptimaGrid 2016). 1.3 La eficiencia energética y el ahorro de energía dentro las empresas (OptimaGrid 2016) La eficiencia energética juega un papel fundamental en las decisiones tomadas en el sector industrial, ya que de ello dependen sus beneficios económicos y la competitividad en el mercado internacional. El camino hacia la eficiencia energética en las empresas y su demanda inteligente tiene que recorrerse adoptando estrategias encaminadas hacia:  Reducción de la demanda energética  Diversidad energética  Máximo aprovechamiento del uso de energías renovables  Innovación tecnológica  Autoconsumo a través de micro-redes  Modificación de los hábitos de consumo. Reducción de la demanda energética La gestión de la demanda de energía se revela cada vez más como un elemento fundamental de la política energética. La reducción de la demanda permite avanzar, de la forma más económica posible, hacia los objetivos de reducción del costo de aprovisionamiento de energía, de minimización del impacto ambiental, y de incremento de la seguridad energética..

(19) Diversidad energética Tener diferentes fuentes para la generación de energía permite contar con un sistema energético sólido y confiable. Hoy día, los avances tecnológicos permiten contar no sólo con sistemas tradicionales como las plataformas de generación térmicas o hidráulicas, sino también con tecnologías capaces de originar electricidad a partir de portadores de energías renovables. Máximo aprovechamiento del uso de energías renovables Las energías renovables son recursos limpios y casi inagotables que nos proporciona la naturaleza. Además, por su carácter autóctono contribuyen a disminuir la dependencia de los suministros externos, aminoran el riesgo de un abastecimiento poco diversificado y favorecen el desarrollo tecnológico y la creación de empleo. Innovación tecnológica La innovación tecnológica está íntimamente relacionada con la eficiencia energética y la búsqueda de mejoras en los procesos industriales que requieran menos energía para generar bienes y servicios. Autoconsumo a través de micro redes Cuando hablamos de autoconsumo de energía, se considerará el autoconsumo total (la energía producida se consume íntegramente en la red interior a la que se conecta la instalación) y el autoconsumo parcial (parte de la energía generada no se consume en la red interior y se vuelca a la red de distribución). Las micro redes ofrecen inteligencia y la oportunidad de gestionar y distribuir la energía, mejorando la escalabilidad de la demanda, la confiabilidad de la red, las nuevas aplicaciones y la capacidad para que el consumidor pueda gestionar mejor los costos, al tiempo que le permite operar en un mercado energético en tiempo real. Modificación de los hábitos de consumo El comportamiento energético o bien es consecuencia de la adquisición de un equipo o bien es un hábito de conducta. El primer caso generalmente implica la adquisición de nueva tecnología, tal vez la compra de un nuevo electrodoméstico, mientras que los hábitos son consecuencia de una conducta rutinaria; por ejemplo, apagar siempre las luces al salir de una habitación..

(20) 1.4 Beneficios del ahorro de energía empresas.(OptimaGrid 2016). y la. eficiencia. energética. en. las. Podemos reducir nuestro consumo de energía utilizándola de forma más eficiente, invirtiendo en equipamiento energéticamente eficiente y en medidas de ahorro energético. Ahorro de costos: El costo de la energía constituye uno de los factores de mayor peso dentro de los costos totales de los procesos productivos. Reducción de la dependencia energética exterior: El origen de la energía consumida actualmente proviene de combustibles fósiles extraídos en terceros países. Disminución de las emisiones de CO2: El dióxido de carbono resultante de la combustión de combustibles fósiles es la principal fuente de emisiones de gases de efecto invernadero generadas por la actividad humana, por lo que una disminución en el consumo de energía y el cambio de combustibles fósiles por energías renovables favorece la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero, contribuyendo así a la lucha contra el cambio climático. Mejora de la competitividad: La reducción de la cantidad de energía consumida para la generación de productos y servicios finales obtenidos favorece la competitividad de la empresa. Potencia la incorporación de la innovación tecnológica: La búsqueda de la eficiencia energética va ligada a la innovación. Mejora en el rendimiento de los equipos: El aumento en el control y seguimiento de equipos y el incremento del mantenimiento favorece la mejora del rendimiento, lo que además de favorecer la reducción del consumo de energía, fomenta la mejora del proceso productivo. Promoción de la sostenibilidad económica, empresarial y ambiental: Fomenta su imagen corporativa y contribuye a la integración de criterios de responsabilidad social empresarial..

(21) 1.5 Energías renovables y su implementación en el desarrollo energético. Además de las energías primarias (petróleo, carbón y gas natural), que son fuentes susceptibles de agotamiento y que además deterioran el medio ambiente, existen otro tipo de energías más seguras y menos contaminantes. Se trata de las energías renovables o energías del futuro, y son aquellas que producen electricidad a partir del sol, el viento y el agua. Son fuentes inagotables pero que todavía presentan grandes dificultades de almacenamiento y son menos eficientes ya que las instalaciones tienen poca potencia y el costo de producción es elevado A nivel mundial hay una concientización cada vez mayor sobre la importancia de la energía renovable y la eficiencia energética, las cuales son críticas no sólo para atender el cambio climático, sino para crear nuevas oportunidades económicas y proporcionar acceso a la energía a miles de millones de personas que aún no cuentan con servicios modernos para el suministro de energía. Durante la década pasada, y particularmente en años recientes, han sido posibles avances en tecnologías de energía renovable, incrementos en la capacidad de generación a nivel mundial, así como rápidas reducciones de costos gracias al apoyo brindado por las políticas económicas, mismas que han atraído una cantidad significativa de inversiones e impulsado la baja de costos, por medio de economías de escala.(REN21 2016) Desde 2014 la energía renovable sigue desarrollándose, aun con el creciente consumo de energía a nivel mundial y el dramático declive en los precios del petróleo. También desde el 2014, las energías renovables se han extendido significativamente en términos de capacidad instalada y energía producida; mientras que las inversiones en energía renovable en el sector energético superaron las inversiones netas para plantas de energía de combustibles fósiles. El crecimiento más rápido y el incremento más sustancial en la capacidad renovable se vieron en el sector eléctrico, las tecnologías dominantes fueron: eólica, solar fotovoltaica (FV) y energía hidráulica. (REN21 2016) El apoyo a las políticas para energías renovables ha contribuido al crecimiento del volumen del mercado y a una competencia mundial alta. Las significativas reducciones en los costos, especialmente para la energía solar FV y la eólica, han jugado un papel en la creciente electrificación del transporte y de los aparatos de calefacción. Este hecho también ha resaltado el potencial para una mayor superposición entre los sectores en un futuro cercano..

(22) En muchos países las energías renovables son altamente competitivas con los combustibles convencionales, particularmente en el sector eléctrico. (Renovables 2014, REN21 2016). ¿Qué son las energías renovables? Los recursos renovables están disponibles a lo largo del tiempo, a diferencia de los recursos no renovables. Una sencilla comparación puede ser la de una mina de carbón y un bosque. Mientras que el bosque puede ser agotado, si se lo maneja adecuadamente representa un suministro continuo de energía, frente a la mina de carbón que una vez agotada se acabó. La mayoría. de. los. recursos. energéticos. disponibles. en. la. Tierra. son. recursos. renovables.(Renovables 2014) Bajo la denominación de energías renovables, alternativas o blandas, se engloban una serie de fuentes energéticas que a veces no son nuevas, como la leña o las centrales hidroeléctricas, ni renovables en sentido estricto (geotermia), y que no siempre se utilizan de forma blanda o descentralizada, y su impacto ambiental puede llegar a ser importante, como los embalses para usos hidroeléctricos o los monocultivos de biocombustibles.(Santamarta 2010) Con la excepción de la geotermia, la totalidad de las energías renovables derivan directa o indirectamente de la energía solar. Directamente en el caso de la luz y el calor producidos por la radiación solar, e indirectamente en el caso de las energías eólica, hidráulica, mareas, olas y biomasa, entre otras. Las energías renovables, a lo largo de la historia y hasta bien entrado el siglo XIX, han cubierto la práctica totalidad de las necesidades energéticas del hombre. (Santamarta 2010) Las energías renovables solucionarán muchos de los problemas ambientales, como el cambio climático, los residuos radiactivos, las lluvias ácidas y la contaminación atmosférica. Pero para ello hace falta voluntad política y dinero. Las energías renovables se caracterizan porque en sus procesos de transformación y aprovechamiento en energía útil no se consumen ni se agotan en una escala humana y no emiten contaminantes a la atmósfera y no agravan el problema del calentamiento.(López 2014).

(23) Tipos de energías renovables y algunas de sus ventajas.  Hidráulica  Geotérmica  Solar  Eólica  Biomasa  Maremotriz. Algunas ventajas de las energías renovables:  Aumentan la cantidad y oferta de energía  Garantizan la sustentabilidad y la renovación de los recursos  Reducen las emisiones atmosféricas de gases contaminantes (GEI)  Económicamente viables y abundantes 1.6 CUBA y las energías renovables Actualmente, la participación de las fuentes renovables de energía en la producción de electricidad constituye 4,5 por ciento, a partir de pequeñas instalaciones como los 22 parques solares en explotación y los productores de energía eléctrica para su propio consumo como centrales azucareros y fábricas de níquel. (Gutiérrez 2017) El aprovechamiento de los recursos hídricos y los vientos son ventajosos para el país. Está en las prioridades de la Unión Eléctrica Nacional. Las instalaciones que generan a partir de estas fuentes ya cubren la demanda equivalente nacional de electricidad en dos días y medio del año. Y hay para mucho más. Cuba ha identificado un potencial de más de 2000 MW posibles a generar con energía eólica; aunque los análisis técnicos recomiendan la instalación de hasta unas 600 MW. (Falcón 2014) En el Norte de la zona oriental está el mayor potencial eólico. Allí se inició en el 2013. La construcción de un parque eólico de 50 MW, para el que se tendrán en cuenta las experiencias de los tres parques eólicos experimentales que están en operación, los que han logrado factores de capacidad por encima de sus valores de proyecto y de la media internacional. (Falcón 2014).

(24) El sol que tanto pica en nuestro archipiélago es otra fuente promisoria de energía. Sin embargo, el potencial reconocido en el Mapa Solar de Cuba es de más de 2000 MW. Ya se implementó en el Occidente del país de un Parque Fotovoltaico de 1MWp que se comenzó a explotar en diciembre de 2012. El Combinado de Componentes Eléctricos de Pinar del Río tiene la responsabilidad de fabricar los paneles solares para el desarrollo de esta energía en el país.(CUBAENERGIA 2014) El camino de las Energías Renovables es inaplazable para nuestra nación. Es cuestión de desarrollo económico y es un imperativo ambiental. Las amplias potencialidades de nuestras fuentes renovables de energías, el conocimiento acumulado por nuestros profesionales y la clara voluntad política son nuestras fortalezas. Se necesita reforzar la educación ambiental, cambiar patrones sociales de conducta, crear cultura de las energías limpias en todo nuestro pueblo.(CUBAENERGIA 2014) 1.7 Energía solar y su implementación en la generación de electricidad. En este epígrafe se tratará solo sobre la energía solar y sus formas de transformación debido a que nuestro proyecto ésta encaminado el uso de la misma para la generación de electricidad dentro una empresa. El sol sale para todos El Sol y sus aplicaciones. El Sol, fuente de vida y origen de las demás formas de energía que el hombre ha utilizado desde los albores de la Historia, puede satisfacer todas nuestras necesidades, si aprendemos cómo aprovechar de forma racional la luz que continuamente derrama sobre el planeta. Esta energía puede aprovecharse directamente, o bien ser convertida en otras formas útiles como, por ejemplo, en electricidad utilizando paneles solares (fotovoltaicos) que convierte los rayos solares en electricidad (Renovables 2014) La energía solar absorbida por la Tierra en un año es equivalente a 20 veces la energía almacenada en todas las reservas de combustibles fósiles en el mundo y diez mil veces superior al consumo actual. El sol es la única fuente de materia orgánica y de energía vital de la Tierra, y aunque a veces nos pasa desapercibido, ya hoy estamos utilizando masivamente la energía solar, en forma de alimentos, leña o energía hidroeléctrica. Los mismos combustibles fósiles, cuya quema está en el origen del deterioro ambiental, no son otra cosa que energía solar almacenada a lo largo de millones de años. (Santamarta 2010).

(25) La fotosíntesis es hoy el empleo más importante de la energía solar, y la única fuente de materia orgánica, es decir, de alimentos y biomasa. Aunque todas las fuentes energéticas, tiene un significado restringido al empleo directo de la energía del sol, ya sea en forma de calor o de luz. (Santamarta 2010) El sol sale para todos cada día y seguirá enviándonos asombrosas cantidades de calor y de energía, ajeno al aprovechamiento que podamos hacer de ella. Su mayor virtud es también su mayor defecto, al tratarse de una forma de energía difusa y poco concentrada, y de ahí las dificultades que entraña el aprovechamiento directo de la radiación solar, en una sociedad en la que el consumo de energía se concentra en unas pocas fábricas industriales y grandes metrópolis.(Santamarta 2010) Igualmente, importantes son las variaciones diarias y estacionales de la radiación solar, y sus dos componentes, la radiación directa y la difusa. La radiación directa es la recibida del sol cuando el cielo está despejado, y la difusa la que resulta de reflejarse en la atmósfera y las nubes. Algunos equipos utilizan ambas, y otros sólo la directa, como es el caso de las centrales de torre.(Renovables 2014) El aprovechamiento de la energía solar puede ser indirecto, a través del viento (eólica) y la evaporación del agua (hidráulica), entre otras formas, o directo, mediante la captación térmica activa o pasiva y merced a la captación fotónica. Ejemplo de esta última es la captación fotoquímica que realizan las plantas, y el efecto fotoeléctrico, origen de las actuales células fotovoltaicas.(Santamarta 2010) ¿De qué manera convertimos la energía solar en energía útil para su uso cotidiano? Esta energía renovable se usa principalmente para dos cosas, aunque no son las únicas, primero para calentar cosas como comida o agua, conocida como energía solar térmica, y la segunda para generar electricidad, conocida como energía solar fotovoltaica.(Novygrod 2014)  Los principales aparatos que se usan en la energía solar térmica son los calentadores de agua y las estufas solares.  Para generar la electricidad se usan las células solares, las cuales son el alma de lo que se conoce como paneles solares, las cuales son las encargadas de transformarla energía eléctrica..

(26) SOLAR FV: Una expansión rápida a nuevos mercados La energía solar FV está comenzando a jugar un rol importante en la generación de electricidad en algunos países. Esto se debe a que la rápida disminución en los costos ha hecho que la electricidad no subsidiada y generada a partir de energía solar FV, pueda competir con los costos de los combustibles fósiles en cada vez más partes del mundo.(REN21 2016) ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE CONCENTRACIÓN (CSP): Diversificando tecnologías y aplicaciones. El mercado CSP (por sus siglas en inglés) sigue siendo el menos establecido en comparación con los mercados de otras energías renovables. No obstante, el sector continuó, como lo hace desde casi una década, con su sólido crecimiento, el cual tuvo un incremento de capacidad del 27%, a 4,4 GW. Las plantas cilindro-parabólicas siguieron representando el volumen de la capacidad existente Por otro lado, el almacenamiento de energía térmica (TES, por sus siglas en inglés) se está volviendo cada vez más importante, y sigue siendo tema central de investigación y desarrollo. (Renovables 2014, REN21 2016) CLIMATIZACIÓN SOLAR TÉRMICA: Crecen los mercados nuevos y los establecidos se hacen lentos. También está creciendo el interés por el enfriamiento solar, por usar captadores más avanzados para sistemas de calefacción distritales y para aplicaciones industriales. Sin embargo, hay que recordar que los sistemas avanzados representan una pequeña fracción del mercado mundial. (Renovables 2014, REN21 2016) Ventajas y desventajas de la energía FV(Novygrod 2014) Como ventajas podemos señalar que la energía FV:  Es renovable, disponible en todo el planeta, instantánea de radiación solar a electricidad sin partes móviles, modular  Se aplica desde en un reloj, techo y hasta en una gran planta FV;  Genera desde fracciones de W y hasta cientos de MW;  Se traslada fácilmente;  Se instala rápidamente;  Utiliza poca agua, continúa abaratándose  Es almacenable.

(27)  Participa en la generación de hidrógeno combustible  Posee los costos menores de operación y mantenimiento  Es versátil, silenciosa  Tiene menos riesgos tecnológicos y provoca menos desastres naturales. Como desventajas, la energía FV:  Presenta una baja eficiencia, la que ha ido y seguirá aumentando, hoy no es el problema principal  Tiene un alto costo que ha ido y continuará descendiendo  Presenta intermitencia (generación solo diurna), aspecto que limita la penetración FV pero que también ha ido aumentando por acumulación eléctrica.. 1.8 Materiales usados en la fabricación y tipos de las celdas fotovoltaicas.(Valleman 2016). La placa solar – Estructura Una placa solar consta de varias placas:  Vidrio – capa de protección contra los elementos.  Adhesivo transparente – capa adhesiva que une la capa de cristal con la placa.  Revestimiento antireflectante – capa que impide la reflexión de los rayos solares para una absorción máxima de la energía por la célula.  Contacto frontal – transmite la corriente eléctrica.  Semiconductor del tipo N – capa fina de silicio dopada con fósforo  Semiconductor del tipo P – capa fina de silicio dopada con boro. . Contacto la parte trasera – transmite la corriente eléctrica. Materiales usados en la fabricación: El material más usado para la fabricación de celdas fotovoltaicas es el Si (Silicio) dado que es el segundo elemento que más existe en la corteza terrestre. La placa solar – Tipos Actualmente, el mercado ofrece 3 tipos de células solares: La célula de silicio monocristalino Las células solares de silicio monocristalino se fabrican a partir de un único cristal de silicio extraído de un baño de silicio fundido. Durante el proceso de fabricación de las células, las.

(28) láminas de silicio obtenidas a partir de este único cristal cilíndrico son tratadas hasta convertirlas en células solares de silicio monocristalino. En comparación con las células de silicio multicristalino, la fabricación de una célula de silicio monocristalino resulta más compleja y costosa. La eficiencia de las células solares de silicio monocristalino es de un 12 % a un 15 % y superior al de las células de silicio multicristalino. Tienen una duración de vida de 20 a 25 años y son generalmente de un color azul uniforme.(Valleman 2016) La célula de silicio policristalino Las células solares de silicio multicristalino se fabrican a partir de silicio solar fundido en bloques. De ese proceso resultan cristales de tamaño relativamente grande con límites intercristalinos claramente visibles. De los bloques de silicio se extraen en primer lugar unos bloques rectangulares, a partir de los cuales se cortan las láminas de silicio que posteriormente se procesarán para la fabricación de las células solares de silicio multicristalino. El rendimiento es del 11 % al 13 %. Es de color azul pero no uniforme. Es fácil distinguir los motivos creados por los diferentes cristales.(Valleman 2016) La célula de silicio amorfo Las células solares de silicio amorfo se llaman también células solares de capa delgada. El silicio produce durante su transformación en un gas que se proyecta en una lámina de cristal. La capa de silicio tiene un espesor de solo de 1/100 de un pelo humano. Esta tecnología es más barata que las otras, pero menos eficaz. Sin embargo, este tipo de silicio ideal para fijar a muchos materiales flexibles como por ejemplo tejas o puede ser utilizado para aplicaciones dónde la flexibilidad es más importante que el rendimiento. Es la célula de las calculadoras y relojes. El rendimiento es sólo del 5 % al 6 %. (Valleman 2016) Otra manera para examinar las placas solares es comparar los materiales de fabricación. Aunque el silicio sea el material más utilizado, existen otros materiales adecuados. Algunos materiales son más eficaces en exteriores (adaptados a la luz solar), otros materiales están adecuados para interiores (adaptados a la luz fluorescente).(Valleman 2016) 1.9 La energía solar en cuba El uso de la radiación solar para producir calor y energía eléctrica constituye en Cuba una realidad que cada día se incrementa con la instalación de dispositivos fotovoltaicos en áreas rurales y montañosas del país, en zonas de difícil acceso para las redes del Sistema Electroenergético Nacional (SEN) y en sectores priorizados.(Novygrod 2014).

(29) La obtención de agua caliente a partir del uso de calentadores solares permite un ahorro considerable de energía eléctrica, generalizándose su uso, fundamentalmente en áreas turísticas y viviendas.(Novygrod 2014) Cincuenta y nueve parques solares fotovoltaicos incorporará Cuba a la generación de electricidad, en aras de aumentar la presencia de las fuentes renovables en el sistema energético nacional. Cuba tiene 59 obras previstas, 33 serán terminadas durante 2017, estas 33 instalaciones que entregarán los constructores en 2017 serán sincronizadas al sistema electroenergético nacional con una potencia de 59 MW, equivalente a la mitad de una planta eléctrica de generación convencional. (Gutiérrez 2017) Su puesta en funcionamiento debe propiciar avances notables en el aprovechamiento de la energía solar, una de las fuentes renovables más prometedoras para la nación y un objetivo esencial en el propósito de cambiar su matriz energética. Según los especialistas, Cuba recibe un promedio de radiación solar superior a los mil 800 kilovatios por metro cuadrado al año, lo cual avala las potencialidades existentes. (Gutiérrez 2017) Sin renunciar al incremento de la producción nacional de petróleo, para lo cual también se necesitan inversiones, debemos acelerar el desarrollo de las fuentes renovables de energía, que actualmente sólo significan un 4,65 por ciento de la generación de electricidad. Condiciones para ello tenemos más que suficientes en las energías solar o fotovoltaica, eólica y la biomasa. Según las proyecciones del plan de la economía nacional hasta 2030, para ese año las energías renovables deberán aportar el 24 por ciento de la electricidad generada en el país. (Gutiérrez 2017).

(30) Conclusiones parciales  La realización de un diagnostico energético en empresas nos muestra en qué condiciones está la misma y la posibilidad de mejorar su eficiencia energética.  Un nuevo paradigma de las empresas debe ser el enfocarse en el ahorro de energía para lograr una mejor eficiencia energética.  La implementación de energías renovables en las empresas trae consigo una disminución del consumo de portadores energéticos..

(31) CAPÍTULO 2: Metodología de estudio energético integral para industrias. Introducción De forma particular el estudio energético en las industrias incorpora las actividades de administración y aseguramiento de la función gerencial que le confieren a la entidad la aptitud para satisfacer eficientemente sus necesidades energéticas, a través de la planificación, el control, el aseguramiento y el mejoramiento del sistema de la organización. Permite a la empresa explotar el recurso energético con la integralidad, los procedimientos y el equipamiento requerido, aportando la cultura y las capacidades técnico administrativas necesarias para realizar el seguimiento y control energético y lograr un adecuado nivel de consolidación de las medidas aplicadas. 2.1 Sistemas de gestión energética (Nordelo 2006) La Gestión Empresarial incluye todas las actividades de la función gerencial que determinan la política, los objetivos y las responsabilidades de la organización; actividades que se ponen en práctica a través de: la planificación, el control, el aseguramiento y el mejoramiento del sistema de la organización. Un sistema de gestión energética se compone de: la estructura organizacional, los procedimientos, los procesos y los recursos necesarios para su implementación..

(32) SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA. Estructura Organizacional. Procesos. Procedimientos. Control. Productivos. Diagnóstico. No Productivos. Responsabilidad. Autoridad. Recursos. Humanos. Materiales. Operación, Mtto. Seguimiento. Relaciones Aseguramiento. Entrenamiento Figura 2.1: Esquema de la estructura organizacional, los procedimientos, los procesos y los recursos para la realización del sistema de gestión energético 2.1.2 Etapas en la implementación de un sistema de gestión energética (Nordelo 2006) En general, en todos los sistemas de gestión energética o de administración de energía se pueden identificar tres etapas fundamentales:  Análisis preliminar de los consumos energéticos.  Formulación de un programa de ahorro y uso racional de la energía (Planes de Acción).  Establecimiento de un sistema de monitoreo y control energético. Debe señalarse que erróneamente en muchos casos la administración de energía se limita a un plan de medidas de ahorro de energía, no garantizándose el mejoramiento continuo..

(33) 2.1.3 Análisis preliminar de los consumos energéticos. (Nordelo 2006 Para establecer un sistema de gestión energética, un primer paso es llevar a cabo un análisis de los consumos energéticos, caracterizar energéticamente la empresa y establecer una estrategia de arranque. Esta etapa tiene como objetivo esencial conocer si la empresa efectivamente se verá significativamente beneficiada al implantar un sistema integral de gestión energética que le permita abatir costos por sus consumos de energía, alcanzar una mayor protección ante los problemas de suministro de la energía, reducir el impacto ambiental, mejorar la calidad de sus productos o servicios, y de esta forma elevar su competitividad. Contar con un buen sistema de gestión energética resulta particularmente importante para las industrias energointensivas, y en general, para las empresas en las cuales la facturación por energéticos puede llegar a representar una elevada fracción de los gastos totales de operación. No obstante, la gestión energética para reducir los costos puede ser importante aun en empresas donde éstos representan porcentajes relativamente bajos de los costos totales, ya que la energía es el apartado cuyos costos crecen más rápidamente y uno de los pocos costos que pueden ser realmente controlados. El análisis preliminar abarca la información de las fuentes y consumos de portadores energéticos, del proceso productivo, distribución general de costos, indicadores globales de eficiencia y productividad, etc. El mismo permite establecer la línea base, conduce a conocer el comportamiento y significación de los costos de las funciones o servicios energéticos, a la caracterización del comportamiento energético de la empresa y sus tendencias en los últimos años, a la identificación de las áreas claves y de las principales oportunidades de ahorro, y posibilita la conformación de la estrategia general para la implantación del sistema de gestión energética en la empresa..

(34) Al elaborar esta estrategia general hay que tomar en consideración, además, los siguientes factores.  La estrategia general de desarrollo de la empresa.  Las previsiones sobre el entorno de la empresa (factores sociales, económicos, tecnológicos y políticos).  La capacidad de la empresa para el establecimiento de un sistema de gestión energética, lo que incluye: a. Recursos materiales y financieros. b. Nivel de desarrollo tecnológico c. Capacidad del personal d. Experiencias anteriores. 2.2 Diagnóstico Energético (Nordelo 2006 El diagnóstico energético constituye la herramienta básica para establecer la situación actual de una organización, identificar deficiencias en la administración, saber cuánto, cómo, dónde y por qué se consume la energía dentro de la empresa y permite:  Establecer el grado de eficiencia en la utilización de la energía en las instalaciones y equipos del proceso.  Identificar los principales potenciales de ahorro energético y económico.  Definir los posibles proyectos de mejora de la eficiencia energética. Existen herramientas de diagnóstico energético que integran con enfoque multicriterial los siguientes aspectos: la adquisición de energía, el uso de la misma, las mejoras en su uso y su impacto ambiental lo que posibilita realizar una evaluación integral de la situación energética.(Rodríguez 2016) El punto de partida de cualquier estudio o análisis que al respecto se realice requiere de la caracterización de los procesos y/o fábricas que se estudian mediante un diagnóstico o examen analítico de su situación actual y de sus potencialidades perspectivas, cuyo objetivo es identificar los problemas existentes y evaluar la capacidad potencial para introducir modificaciones y las reservas existentes para resolver los problemas y/o plantear estrategias de desarrollo con la eficiencia necesaria.(Rodríguez 2016).

(35) 2.2.1 Tipos de diagnósticos energéticos (Rodríguez 2016) Son reconocidos varios tipos de diagnósticos energéticos en función del grado de profundidad con que se estudie la fábrica, los cuales se adaptan a las situaciones específicas definiéndose de la siguiente forma:  Diagnostico energético preliminar.  Diagnóstico energético de primer nivel.  Diagnóstico energético de segundo nivel.  Diagnóstico energético de tercer nivel.  Diagnóstico energético de cuarto nivel. 2.2.2 Planes de acción a partir de un diagnóstico energético Los diagnósticos energéticos deben revelar deficiencias en la administración de la energía que requieren cambios, así como identificar oportunidades de inversión con recuperación atractiva. Los planes que se derivan para resolver las deficiencias deberán contener las acciones a desarrollar, los plazos de cumplimiento, los responsables y los recursos que se requieren; y se aprobarán por la máxima dirección de la organización, quien además será responsable de dar seguimiento a las acciones previstas(Rodríguez 2016).. 2.2.3 Principales indicadores de eficiencia energética (Rodríguez 2016) Índices de consumo:  Energía consumida/producción y/o servicio realizado Índices de eficiencia:  Energía que debe consumirse o necesaria/ energía real consumida Índices económico-energéticos:  Gastos energéticos /gastos totales  Costo de la energía consumida/valor de la producción (o los servicios) realizada  Energía total consumida/valor de la producción total realizada (Intensidad energética)..

(36) La intensidad energética para la economía nacional como un todo, es la relación entre el consumo total de energía de todos los sectores y el Producto Interno Bruto (PIB), el cual es la suma de los valores añadidos por todos los sectores económicos. La intensidad energética se define, para un sector de la economía de un país, como el consumo de energía por unidad de valor añadido por ese sector. Para una empresa, la intensidad energética sería la relación entre el consumo total de energía primaria y la producción mercantil expresada en valores.. 2.3 Procedimiento de control en la eficiencia energética(Nordelo 2006) 2.3.1 Diagrama de Pareto Los diagramas de Pareto son gráficos especializados de barras que presentan la información en orden descendente, desde la categoría mayor a la más pequeña en unidades y en porciento. Los porcentajes agregados de cada barra se conectan por una línea para mostrar la suma incremental de cada categoría respecto al total. Estos identifican y concentran los esfuerzos en los puntos clave de un problema como puede ser: los mayores consumidores de energía del municipio, los portadores que más se consumen en una empresa, las mayores pérdidas energéticas o mayores costos energéticos. Puede predecir la efectividad de una mejora al conocer la influencia de la disminución de un efecto al reducir la barra de la causa principal que lo produce y determinar la efectividad de una mejora comparando los diagramas anterior y posterior. Nos informa cual es la causa o elemento de mayor importancia de los elementos registrados y cuál es su influencia cuantitativa, cual es el 20 % de las empresas que consumen el 80 % de la energía en el municipio, como influye cuantitativamente la reducción de una causa o elemento en el efecto analizado..

(37) 2.3.2- Estratificación de la información(Nordelo 2006) Consiste en utilizar las herramientas de diagramas para profundizar en las capas interiores de las causas, identifican el número mínimo de equipos que provocan la mayor parte de los consumos totales equivalentes de energía del centro, el número mínimo de las causas de pérdidas que provocan la mayor parte de los sobreconsumos de energía, el número mínimo de áreas o equipos que provocan los mayores costos de energía, los factores o variables de control que pueden influir sobre los consumos, pérdidas o costos energéticos y las causas de comportamientos no esperados de las variaciones de los consumos energéticos. 2.3.3- Gráfico de control(Nordelo 2006) Los gráficos de control son diagramas lineales que permiten observar el comportamiento de los consumos energéticos en función de ciertos límites establecidos. Se usan como instrumento de autocontrol y resultan muy útiles como complemento a los diagramas causa y efecto, para detectar en cuales fases del proceso analizado se producen las alteraciones. Permiten conocer si los consumos evaluados están bajo control o no y los límites en que se pueden considerar bajo control, Identificar los comportamientos que requieren explicación e identificar las causas no aleatorias que influyen en el comportamiento de los consumos y la influencia de las acciones correctivas sobre los consumos o costos. El gráfico consta de la línea central y las líneas límites de control. Los datos de la variable cuya estabilidad se quiere evaluar se sitúan sobre el gráfico. Si los puntos situados se encuentran dentro de los límites de control superior e inferior, entonces las variaciones proceden de causas aleatorias y el comportamiento de la variable en cuestión es estable. Los puntos fuera de los límites tienen una pauta de distribución anormal y significan que la variable tuvo un comportamiento inestable. Investigando la causa que provocó la anomalía y eliminándola se puede estabilizar el proceso. LCS = 𝑋̅ + 3𝜎 límite de control superior de 𝑋̅ LCS = 𝑋̅ − 3𝜎 límite de control inferior de 𝑋̅.

(38) Figura 2.2: Estructura del gráfico de control.(Nordelo 2006) 2.3.4 Criterios para determinar la estabilidad del proceso. (Nordelo 2006) Un proceso es estable cuando cumple los siguientes criterios: 1. No hay puntos fuera de los límites de control (si un punto está en el mismo límite de control se considera que está fuera). 2. No hay pautas de distribución anormales. 2.3.5 Evaluación de pautas de distribución anormales.(Nordelo 2006) 1. Secuencia: Si existe una secuencia continua de puntos en un solo lado la línea de centro, entonces puede haber cambiado el valor medio de la distribución. Si hay siete o más puntos consecutivos, entonces puede juzgar que el valor medio de la distribución ha cambiado hacia el lado de la línea de centro en que se encuentran los puntos consecutivos. 2. Sesgo: Si no coinciden 7 puntos consecutivos a un lado de la línea, pero existen una gran cantidad de puntos no consecutivos de un lado de la línea. Asumir que existe anomalía cuando en un solo lado de la línea se encuentran: - 10 de 11 puntos no consecutivos seguidos..

(39) - 12 o más de 14 puntos no consecutivos seguidos. - 14 o más de 17 puntos no consecutivos seguidos. - 16 o más de 20 puntos no consecutivos seguidos. 3. Tendencia: Se considera tendencias a un ascenso o caídas sostenidas en la posición de los puntos. Una tendencia consistente en 7 o más puntos que suben o caen (independientemente de que lado de la línea se encuentren) consecutivamente es señal de una anomalía en ese período de tiempo. 4. Aproximación al límite: Si dos de 3 puntos consecutivos o 3 o más puntos de 7 consecutivos se aproximan al límite superior o inferior de control o están a más de 2/3 de la distancia entre el límite y la línea centro, puede considerarse que en ese período existió una anomalía. 5. Periodicidad: Ocurre periodicidad si la posición de los puntos de datos puede ascender y descender en forma de onda periódica. A menudo es útil en el análisis del proceso determinar el período, amplitud y causas de este fenómeno periódico. 2.3.6 - Gráfico de consumo-producción en el tiempo (e – p vs. t) (Nordelo 2006 Consiste en un gráfico que muestra la variación simultánea del consumo energético con la producción realizada en el tiempo. El gráfico se realiza para cada portador energético importante de la entidad y puede establecerse a nivel de empresa, para nuestro proyecto se tomará como referencia la electricidad que se consume en la empresa. Utilidad de los gráficos E-P vs. T. - Muestran períodos en que se producen comportamientos anormales de la variación del consumo energético con respecto a la variación de la producción. - Permiten identificar causas o factores que producen variaciones significativas de los consumos..

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Figura 2.1: Esquema de la estructura organizacional, los procedimientos, los procesos y los  recursos para la realización del sistema de gestión energético
Figura 2.2: Estructura del gráfico de control.(Nordelo 2006)
Figura 3.1: Estructura organizacional de la empresa (Linares 2017)
Figura 3.2: Etapas del proceso de producción del cigarrillo y sus portadores fundamentales
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