Estudio sobre la gestión energética en el área de generación de vapor de la fábrica de conservas Los Atrevidos
Introducción
Desde el surgimiento del hombre la energía ha
sido fundamental para su desarrollo económico, entendiendo
este en su más completo sentido e íntimamente
relacionado con la calidad de vida de las poblaciones.
Toda actividad productiva es viabilizada con la
utilización de la energía por ejemplo, en el medio
rural que constituye la base de la alimentación mundial,
la aplicación de la energía ha permitido una
diversificación de las producciones y una mayor
disponibilidad acorde con las crecientes demandas de la
población.
Un aspecto muy importante es la disponibilidad de
energía eléctrica, la cual ha permitido en
comunidades rurales apartadas la realización de
actividades domesticas de forma más fácil con un
apreciable incremento de la calidad de vida de esas localidades.
Sin embargo casi toda la infraestructura energética
mundial descansa sobre el uso de los combustibles fósiles
(petróleo y sus derivados), que constituyen la fuente
principal para la generación de electricidad.
Los combustibles fósiles sin embargo no son una
fuente inagotable y sus reservas además de ser finitas
están restringidas a algunas zonas muy localizadas del
planeta. Teniendo en cuenta los niveles actuales de crecimiento,
se pronostica una importante disminución de la
producción de combustibles fósiles, llegando a su
fin para las últimas décadas del siglo XXI.
Respecto a lo anterior, hay criterios más o menos
optimistas, sin embargo la realidad es el carácter finito
de estas fuentes.
Por otro lado esta el aspecto ambiental, el empleo de
combustibles fósiles genera diferentes óxidos de
carbono, nitrógeno y azufre, hidrocarburos y
sólidos en suspensión los cuales dañan a la
salud humana. La solución a este problema esta dada por el
uso racional de los recursos, el cual solo es posible a partir
del levantamiento de las potencialidades y el planeamiento a
largo plazo en beneficio de la sociedad.
Los análisis realizados en numerosas empresas
ponen de manifiesto el insuficiente nivel de gestión
energética existente en muchas de ellas, así como
las posibilidades de reducir los consumos y costos
energéticos mediante la creación en las empresas de
las capacidades técnico organizativo para administrar
eficientemente la energía.
La eficiencia energética, entendida como la
eficiencia en la producción y los servicios,
distribución y uso de la energía, necesaria para
garantizar calidad total, es parte del conjunto de problemas que
afectan la competitividad de las empresas o instituciones, la
misma implica lograr un nivel de producción o servicios,
con los requisitos establecidos por el cliente, con el menor
consumo y gasto energético posible, y la menor
contaminación ambiental por este concepto.
Actualmente muchos países han buscado diversas
vías para lograr solucionar las dificultades antes
mencionadas, entre ellas están los diagnósticos
energéticos, que permiten determinar las vías;
procedimientos o medidas a aplicar para lograr un aprovechamiento
mayor del poder energético de los portadores tradicionales
como el gas y el fuel-oil. Las posibilidades de estas medidas son
numerosas debido a que con operaciones sencillas se pueden
obtener ahorros considerables.
Nuestro país dentro de sus procesos industriales
emplea tecnologías de conservación de alimentos
idéntica en todos los territorios que lo componen, en el
caso de la provincia Villa Clara, uno de los establecimientos
especializado en el tema se ubica en el Municipio Remedios, dicha
fabrica "Los Atrevidos" produce dulces en a partir de frutas
naturales, para lo cual utiliza un equipamiento cuyo
funcionamiento depende de portadores energéticos como la
electricidad, diesel, fuel oil y otros.
Planteamiento del
problema científico:
La utilización de los portadores
energéticos en la entidad lleva consigo una serie de
medidas de control e inversiones en recursos y tiempo no
lográndose siempre resultados satisfactorios en la
actividad, esta es una de las razones por las cuales no se cuenta
con una evaluación de la misma.
En la actualidad no es posible efectuar un dictamen
objetivo del tema analizado sin fundamento técnico
económico adecuado.
Hipótesis:
"Es posible mejorar la gestión energética
en el establecimiento "Los Atrevidos" a partir de la
aplicación y evaluación de los resultados que se
obtengan en el diagnóstico energético del
área de generación de vapor".
Objetivo
General:
"Realizar un estudio técnico –
económico de las principales pérdidas que se
producen en la operación del generador de vapor y que se
encuentran estrechamente relacionados con las medidas
recomendadas, que resultaron de aplicar la Tecnología de
gestión eficiente de la energia, en la fabrica "Los
Atrevidos"; para conocer el impacto de estas luego de ser
acometidas"
Objetivos
específicos:
-Lograr una fundamentación objetiva a partir del
estudio de la literatura e información científico
técnica existente, que permita un conocimiento más
actualizado de los aspectos esenciales de la gestión
energética en la generación de vapor durante el
procesamiento industrial de frutas en conservas.
-Realizar un análisis estadístico del uso
de los portadores energéticos en un periodo de
10 años relacionados con la producción de
vapor en la industria de conservas de frutas mediante el empleo
del sistema de gestión total eficiente de la
energía para establecer las acciones inmediatas que
mejoren la eficiencia energética del centro.
-Evaluar las principales pérdidas en la
operación del equipo desde el punto de vista
técnico- económico para determinar la factibilidad
y efectividad de las medidas necesarias a aplicar en un periodo a
corto y mediano plazo.
Desarrollo
Materiales y Métodos.
El estudio realizado se fundamenta en la
determinación del área y puestos claves en el
consumo energético del centro que se analiza, utilizando
la secuencia de trabajo siguiente:
1. Realizar una revisión bibliográfica
de los aspectos relacionados con el tema objeto de
estudio.
2. Aplicar la Tecnología de gestión
eficiente de la energía al establecimiento.
3. Evaluar técnica y económicamente las
medidas que permitan lograr mejorar la gestión
energética en el centro.
Capitulo 1.
Marco
teórico referencial.
Caracterización del estado del
arte.
Desde el punto de vista científico –
metodológico cualquier investigación que se
pretenda realizar debe estar precedida por estudios literarios e
informáticos que permitan a la persona, conocer sus
fundamentos básicos, pero además tener una cultura
relacionada con el tema en cuestión; lo cual es de
primordial importancia en el desarrollo del trabajo y sobre todo
en el momento de emitir las conclusiones finales.
Teniendo en cuenta lo anterior, este trabajo abordara
aspectos relacionados con la utilización de la
energía, la importancia que la misma tiene para el hombre
y en especial el uso de esta a partir de los procesos de
generación de vapor en industrias como la de
producción de alimentos en conservas.
En su desarrollo histórico, el hombre ha
necesitado de las diferentes fuentes energéticas pero
debido a su propio egoísmo las ha destruido a tal punto ,
que en la actualidad existe una preocupación general no
solo de la comunidad científica, los políticos y
estadistas se han vinculado al tema puesto que la supervivencia
de la especie humana esta en peligro.
Explotar los portadores energéticos con
eficiencia, racionalidad e inteligencia es imprescindible, vital
y necesario para la estabilidad económica, política
y social de cualquier país, ya sea pobre o
desarrollado.
Por tanto la aplicación de los resultados
científicos, así como el empleo de
tecnologías mas ahorrativas e incluso con un menor impacto
ambiental, que las que se utilizan actualmente es uno de los
aspectos mas importantes en los próximos años
.Téngase en cuenta además que no solo el aspecto
económico es fundamental, la actividad del hombre en su
interacción con los medios de producción puede
conllevar a una disminución de dichos consumos sin
realizar inversiones o gastos adicionales.
Epígrafe 1.1. El hombre, la energía y
el medio ambiente.
Desde el surgimiento del hombre la energía ha
sido fundamental para su desarrollo económico, entendiendo
este en su más completo sentido e íntimamente
relacionado con la calidad de vida de las poblaciones.
(24)
Toda actividad productiva es viabilizada con la
utilización de la energía por ejemplo, en el medio
rural que constituye la base de la alimentación mundial,
la aplicación de la energía ha permitido una
diversificación de las producciones y una mayor
disponibilidad acorde con las crecientes demandas de la
población.
Un aspecto muy importante es la disponibilidad de
energía eléctrica, la cual ha permitido en
comunidades rurales apartadas la realización de
actividades domesticas de forma más fácil con un
apreciable incremento de la calidad de vida de esas localidades.
Sin embargo casi toda la infraestructura energética
mundial descansa sobre el uso de los combustibles fósiles
(petróleo y sus derivados), que constituyen la fuente
principal para la generación de electricidad.
(14)
Los combustibles fósiles sin embargo no son una
fuente inagotable y sus reservas además de ser finitas
están restringidas a algunas zonas muy localizadas del
planeta. Teniendo en cuenta los niveles actuales de crecimiento,
se pronostica una importante disminución de la
producción de combustibles fósiles, llegando a su
fin para las últimas décadas del siglo XXI.
Respecto a lo anterior, hay criterios más o menos
optimistas, sin embargo la realidad es el carácter finito
de estas fuentes.
Por otro lado esta el aspecto ambiental, el empleo de
combustibles fósiles genera diferentes óxidos de
carbono, nitrógeno y azufre, hidrocarburos y
sólidos en suspensión los cuales dañan a la
salud humana. La solución a este problema esta dada por el
uso racional de los recursos, el cual solo es posible a partir
del levantamiento de las potencialidades y el planeamiento a
largo plazo en beneficio de la sociedad.
Para alcanzar el desarrollo económico y social,
la energía constituye un elemento imprescindible, pero
considerando la protección del medio ambiente como la
mejor estrategia para resguardar la salud humana y garantizar la
supervivencia o mejorar la calidad de vida de las presentes y
futuras generaciones. (39)
Una de las principales metas que se pretende en la
actualidad envuelve conceptos como el de desarrollo sostenible,
donde los beneficios del crecimiento económico y social se
reproduzcan constantemente.
Las fuentes renovables de energía (FER), como
alternativa al empleo de los combustibles fósiles tuvieron
su primer impulso en la década del 70 del siglo XX,
durante la crisis del petróleo. En la actualidad ha vuelto
a alcanzar un nuevo auge motivado por el deterioro
ambiental.
Al estudiar la historia del uso de la energía, se
obtienen algunas conclusiones de mucho interés. Los
países desarrollados han efectuado ya dos grandes
transformaciones energéticas, las cuales llevaron de la
leña y el carbón vegetal al carbón mineral,
entre 1700 y 1800 aproximadamente, coincidiendo con
la primera gran Revolución Industrial y la
invención del telar, la maquina de vapor, el ferrocarril,
etc., del carbón mineral al petróleo, entre 1800 y
1900 coincidiendo con la segunda Revolución Industrial y
el advenimiento de la siderurgia, la electrificación y los
vehículos automotores. (8)
La segunda transformación energética
permitió y también impulso el establecimiento del
primer sistema global para el suministro de hidrocarburos, sus
derivados y las tecnologías asociadas, de esta forma los
hombres identificaron el consumo de petróleo con el nivel
de vida y se convirtió dicho portador en el
energético de referencia.
El agotamiento previsible de los hidrocarburos, hace
pensar en una probable tercera transformación
energética hacia las fuentes renovables de
energías, son muy diferentes las situaciones en los
países desarrollados y en los subdesarrollados en cuanto
al acceso a los servicios energéticos y al consumo de
energía comercial. Cerca de 2000 millones de personas no
tienen acceso a la electricidad. Una cifra similar
continúa cocinando con combustibles convencionales. Son
abismales las diferencias en el consumo de energía por
habitante. Mientras que un norteamericano consume más
de
14000 Kwh./año de electricidad, un indio no llega
a 300 Kwh./año, o sea 43 veces menos. Sin hablar de otros
países más pobres aún como el caso de Bangla
Desh, en donde el consumo de electricidad per. cápita no
alcanza los 100 Kwh. /año. (38)
Después de las dos transiciones
energéticas que efectuaron los países
industrializados, el petróleo se convirtió en el
energético de referencia (los hidrocarburos representaron
mas de 60% del consumo total de portadores energéticos
comerciales durante el año 2003).
Los portadores energéticos sumados promedian un
consumo anual de 9405 millones de toneladas equivalentes a
petróleo de ellos el 87% son combustibles fósiles,
además el portador que experimento mayor crecimiento en
los últimos años fue el carbón mineral, cuyo
consumo creció un 7%, el gas natural creció un
2,8%.
Sin embargo, dos circunstancias relacionadas con la
hegemonía petrolera evidencian la necesidad objetiva de
modificar esa situación mediante una transición
hacia las fuentes renovables de energía derivadas del
flujo solar, esas circunstancias son:
a) El consumo de petróleo contamina el entorno,
amenazando la supervivencia misma de la especie
humana.
b) El carácter no renovable del petróleo
anuncia su desaparición física en una perspectiva
más o menos lejana.
La necesidad objetiva de esa transición esta
condicionada también por razones de carácter
geográfico (los fósiles existen solo en ciertas
regiones del planeta), económico- financiero ( los precios
de los combustibles fósiles no tienen en cuenta sus costos
sociales reales, pero además incluyen subsidios cuantiosos
que los benefician y constituyen al mismo tiempo barreras para la
introducción de las fuentes renovables),social ( casi un
tercio de la humanidad carece de acceso a fuentes
energéticas de alta calidad -como la electricidad- y se ve
obligada a emplear leña u otras fuentes tradicionales con
tecnologías ineficientes que agraden el entorno y la salud
de las personas que las utilizan ) y político (nuevas
guerras de conquista para garantizar el acceso y control del
petróleo y gas natural ) entre las mas importantes ,que
avalan la conveniencia de sustituir los combustibles
fósiles como fuentes dominantes de
energía.
Desde los años setenta se previo la necesidad, la
conveniencia y la posibilidad de la tercera transición
energética y se propusieron la electricidad y el hidrogeno
como los nuevos portadores de referencia, después se ha
confirmado su factibilidad. (29)
Desde 1987 se habla con insistencia del desarrollo
sustentable, para lograrlo se necesita energética
sustentable, que puede definirse como un sistema capaz de
satisfacer la demanda de servicios energéticos a partir de
fuentes renovables (FER).
La energética sustentable podría comenzar
a materializarse desde ahora mismo con tecnologías maduras
para generar electricidad y producir alcohol, mediante la biomasa
y otro portadores renovables, con lo que se sustituyen
combustibles fósiles y se evitan las correspondientes
emisiones de gases de efecto invernadero, acercando el momento,
lo que constituye un paso ineludible para mitigar el cambio
climático y evitar el calentamiento global.
(16)
Los portadores energéticos sumados promedian un
consumo anual de 9405 millones de toneladas equivalentes a
petróleo de ellos el 87% son combustibles fósiles,
además el portador que experimento mayor crecimiento en
los últimos años fue el carbón mineral, cuyo
consumo creció un 7%, el gas natural creció un
2,8%.
En cuanto a los precios desde el año 2001 este ha
crecido un 6% anual, coincidiendo con la reducción en la
oferta de la OPEP, mientras los países no miembros
incrementaron su producción en setenta millones de
toneladas solo en el 2002.Esas cifras confirman el
carácter insostenible del Sistema Energético
Global, no solo porque depende casi 90% de portadores de
energía de origen fósil y no renovable, sino porque
los combustibles fósiles constituyen la fuente principal
de los gases invernadero.(9)
En nuestro país los incrementos del consumo de
los portadores energéticos que se produjeron
fundamentalmente en los derivados del petróleo a partir
del Triunfo de la Revolución el 1ro de enero de 1959
debido al desarrollo económico y social, provocaron que,
de una cifra de consumo de algo más de 3 millones de
combustible equivalente en el año 1959, se llegó en
la década de los 80 a unos 12 millones de
toneladas.
La caída del campo socialista y la
consecuente perdida de mercados trajo consigo una
reducción drástica de estos consumos, lo cual nos
permitió adquirir una conciencia de la necesidad de
mantener una política de ahorro consecuente con nuestras
necesidades. En estos momentos se presta atención especial
al desarrollo de fuentes de energía renovables y a la
búsqueda de un incremento en la eficiencia
energética en las actividades fundamentales: industria,
transporte, sector residencial y de servicio; una muestra
evidente de esto es la Revolución energética en que
esta inmerso el país. (50)
Como parte de esta tarea se han venido realizando una
serie de trabajos como son: renovación de equipos
electrodomésticos por otros de menor consumo,
sustitución de luminarias, intensificación en el
desarrollo de fuentes de energía renovables como la
utilización de la energía eólica, desarrollo
de los calentadores solares a una mayor escala, o sea
generalizado su uso en sectores de la salud, la educación
y la industria, reemplazo de grupos electrógenos por
algunos ya existentes de menor rendimiento y montaje de otros
nuevos como una forma alternativa de suministro de energía
eléctrica en casos necesarios como catástrofes y
apoyo a la red nacional de generación eléctrica en
momentos picos.
Se hace necesario e impostergable la utilización
eficiente y racional de los combustibles fósiles,
así como un cambio en la mentalidad de los hombres puesto
que lo que no seamos capaces de hacer con inteligencia hoy,
mañana será demasiado tarde.
Epígrafe 1.2. La generación y uso del
vapor, un aspecto esencial en el desarrollo tecnológico de
la humanidad. Particularidades del procesamiento industrial de
las conservas de frutas.
El vapor ha sido durante siglos un medio para la
calefacción y (o) para la obtención de
energía mecánica a través de la
conversión de la energía calórica de los
combustibles fósiles del planeta. Esta fuente de
energía ha tenido un amplio uso y en la actualidades
difícil que exista una industria donde no se utilice. Sin
embargo, debido al creciente déficit que presentan en la
actualidad los recursos energéticos no renovables, poseen
una significativa importancia los trabajos encaminados a lograr
un uso racional y eficiente de dichos recursos.
La forma más común de producir vapor es a
partir de los generadores de vapor (calderas). Un generador de
vapor es un equipo capaz de transformar en energía
térmica, la energía contenida en los combustibles
fósiles mediante su combustión y transferirla al
agua para generar vapor, el cual en lo adelante se
utilizará como tal o como sustancia de trabajo en otros
equipos o procesos. Los generadores de vapor se subdividen en dos
grandes grupos: los de tubos de fuego o pirotubulares y los de
tubos de agua o aereotubulares. (42)
EL PRESENTE TEXTO ES SOLO UNA SELECCION DEL TRABAJO
ORIGINAL.
PARA CONSULTAR LA MONOGRAFIA COMPLETA SELECCIONAR LA OPCION
DESCARGAR DEL MENU SUPERIOR.