MEJORES PRÁCTICAS EFICIENCIA ENERGÉTICA

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1 ATCP Revista Celulosa y Papel Octubre MEJORES PRÁCTICAS EFICIENCIA ENERGÉTICA LA ENERGÍA NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SÓLO SE MAL UTILIZA Francisco Mora Améstica Masonite Chile S.A. RESUMEN La necesidad de incrementar la eficiencia en el uso y generación de energía, origina oportunidades de cooperación entre empresas. Las Mejores Prácticas permiten compartir las experiencias de programas de mejoramiento continuo, contribuir a las políticas energéticas, participar en desarrollos energéticos sostenibles y orientar a las empresas a una forma de operación socialmente responsable. Para Masonite Chile S.A., la aplicación de un programa de Eficiencia Energética, permite la reducción de un 40% en el consumo de Energía Eléctrica, otorgando un beneficio financiero por sobre los US$ anuales. La Eficiencia Energética no sólo debe relacionarse con el consumo de energía eléctrica, sino, debe ser parte de un concepto global de Mejores Prácticas industriales. INTRODUCCIÓN La Energía es un tópico de enorme relevancia para la actividad industrial, es un insumo estratégico para cualquier empresa, por lo que la Eficiencia Energética debe formar parte integral de los esfuerzos de optimización del desempeño de las empresas. El sector industrial representa el 23% del consumo total de energía en nuestro país. (Fuente: C.N.E.) Energía puede definirse desde una variedad amplia de enfoques, lo cierto es que todos ellos guardan algún tipo de relación. La Energía permite transformar distintas materias primas en un producto final, y al ser utilizada correctamente, contribuye a generar un medio ambiente libre de emisiones y contaminantes. En el proceso de fabricación de paneles, la Energía está asociada a la transformación físico - mecánicas, como lavado, transporte y desfibrado de materias primas o cambios físico - químicos como curado de resina en la prensa y curado de pinturas en procesos de terminación. La Energía también es utilizada en el proceso de tratamiento de Residuos Industriales Líquidos, como lo es, en las transformaciones físico químicas de las celdas de electrocoagulación del Tratamiento Primario.

2 20 ATCP Revista Celulosa y Papel Octubre 2009 Sin embargo, la Energía se encuentra interrelacionada con los equipos y maquinarias que convierten la Energía en el producto final. Estos equipos tienen un rendimiento o eficiencia debido a las irreversibilidades térmicas o mecánicas, internas o externas. El rendimiento es la relación entre el trabajo útil obtenido y el trabajo consumido, por lo que para producir un mismo producto de igual calidad, se podría fabricar utilizando más o menos energía dependiendo de la operación y del tipo de equipo utilizado. El conjunto de acciones que permiten optimizar la relación entre la cantidad de energía consumida y los productos finales obtenidos, se denomina Eficiencia Energética (E.E.). Masonite Chile S.A. ha optado por realizar y dar a conocer las Mejores Prácticas en el uso eficiente de la Energía. Los beneficios de un programa de E.E. son conocidos, tales como beneficios ambientales con la disminución por concepto de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, beneficios económicos con la reducción de costos específicos, beneficios estratégicos a nivel nacional con la reducción de la fragilidad por dependencia de fuentes energéticas extranjeras y beneficios comerciales con la producción de bienes ambientalmente amigables que posibilita la apertura a mercados más exigentes. La tarea de mejores prácticas debe ser tomada por un grupo multidisciplinario de personas dentro de la industria. El área de mantenimiento, áreas productivas, área de finanzas, departamento de Ingeniería y Gerencia General, no están ajenos a esta labor, por lo que deben estar comprometidas para aplicar una metodología de gestión de eficiencia energética. Considerando que los flujos de Energía fundamentales son flujo de calor y potencia mecánica, se puede dividir en dos áreas los frentes a atacar en un programa de E.E., el área térmica (ej.: control de combustión, generación vapor, intercambiadores de calor, aislamiento térmico de equipos, sistema de acondicionamiento de aire, etc.) y el área de equipos de transmisión de potencia (ej: turbomáquinas, equipos de transmisión mecánica, aire comprimido, etc). El 64% del consumo de energía eléctrica en una planta industrial, lo tienen los equipos accionados por motores eléctricos. (Fuente: U.S. Department of Energy) PASOS PARA EL DESARROLLO DE UN PROGRAMA DE EFICIENCIA ENERGÉTICA Los pasos pueden ser desarrollados empleando la cantidad de herramientas y nivel profesional que disponga la empresa, como es el caso de estudios y cálculos de ingeniería, análisis y sistema de medición, muestras y herramientas estadísticas, estudios de capacidad de proceso, análisis de Pareto o cualquier otra herramienta utilizada en programas de mejoramiento continuo como Lean Six Sigma 1. Sin embargo, con nociones básicas de materias y herramientas, se puede conseguir excelentes resultados como los obtenidos en Masonite Chile S.A., sin necesidad de invertir en auditorías externas. En el Anexo No. 1 y No.2, se adjuntan puntos básicos para el desarrollo de un programa de E.E. e ideas de ahorros en Energía. PROYECTOS DEL PROGRAMA DE E.E. EN MASONITE CHILE S.A. El trabajo con un equipo multidisciplinario, sumado a la utilización de un programa de E.E., conduce a una serie de proyectos y optimizaciones en el proceso. La tabla a continuación, muestra el resumen de los proyectos realizados. El ahorro se expresa en potencia reducida en kw y en US$/año, considerando la proyección de la variación del valor de la energía eléctrica mensual para el año Metodología para desarrollo de proyectos cuyo fin es conseguir beneficios a través de la reducción de la variabilidad en procesos y reducción de los 8 desperdicios.

3 ATCP Revista Celulosa y Papel Octubre ID PROYECTO MEDIDA Optimización Proceso: ventiladores transportadores de fibra a línea de formación Optimización Proceso: ventilador de tiro inducido ventilador circulación gases cámara GTS Disminución de Consumos: Optimización sistema de acondi-cionamiento de aire de oficinas Optimización Proceso: Sistema de extracción cabinas de pintado Optimización Proceso: detención de ventiladores Disminución perdida de carga por damper succión ventilador (cambio velocidad de rotación) Disminución perdida de carga por damper succión ventilador (cambio velocidad de rotación) Instalación de controlador de tiempo para encendido y apagado de equipos Eliminación de un filtro de mangas. Unión del sistema de extracción. Luego de pruebas industriales, se detienen equipos que no alteran normal producción REDUCCIÓN POTENCIA INVERSIÓN AHORRO PERIODO DE PAGO SIMPLE (MESES) 20 kw 780 US$ US$ 0,06 10 kw US$ US$ 0,20 3 kw 250 US$ US$ 0,13 18 kw US$ US$ 0, kw 0 US$ US$ 0,00 6 Disminución de Consumos: aire comprimido Reducción de consumos aire comprimido 100 kw US$ US$ 0, Mayor eficiencia de Equipos: Estudio iluminación Optimización Proceso: Bombas unidad hidráulica prensa Optimización Proceso: Sistema de limpieza línea de formación manto Optimización Proceso: Consumo de agua proceso humectación paneles Variación velocidad de rotación: Sistema de extracción sierra escuadradora de puertas Optimización Proceso: Sistema de refrigeración unidad hidráulica prensa Optimización Proceso: Transportadores de cinta en Línea de Pintado Optimización Proceso: Ventilador de secado de fibra Optimización Proceso: Estudio de eficiencia motores eléctricos Optimización Proceso: Bombas sistema de limpieza camisa de tornillo estrujador ADI. Optimización Proceso: Sistema de clasificación de fibra y línea de formación de manto 18 Optimización Proceso: aire comprimido Optimización Proceso: Motor principal desfibrador Optimización Proceso: Variación de velocidad de rotación equipos varios Energía alternativa disponibles: Horno de secado pintura (Flujo de Calor) Alternativa sistema de transporte: Fibra desde cinta secado a depósito de fibra Alternativa sistema de transporte: Fibra desde depósito de fibra a formadora Cambio a luminarias de alta eficiencia 49 kw US$ US$ 0,16 Cambio en el sistema de operación y control 50 kw 0 US$ US$ 0,00 Modificación sistemas de extracción 50 kw US$ US$ 0,14 Disminución consumo agua, cambio bomba 17 kw US$ US$ 0,23 Recalculo sistema de extracción. Calibración sistema de extracción Recalculo flujo refrigerante aceite hidráulico, cambio de bomba. 40 kw US$ US$ 0,08 11 kw US$ US$ 0,36 Unificación en un sistema de accionamiento 8 kw US$ US$ 1,98 Cambio del sistema de control vía damper a Control de velocidad variable (VDF) 100 kw US$ US$ 0,16 Reemplazo de motores sobredimensionados 15 kw US$ US$ 1,06 Modificación piping de bombeo, eliminación una bomba Estudio de Ingeniería para retiro de 6 ventiladores y 11 motores. Disminución de presión de trabajo aire comprimido y uso de compresor con VDF Reemplazo de motor 1,6 MW por dos motores en serie de 250 kw cada uno 7 kw US$ US$ 0, kw US$ US$ 0,63 38 kw US$ US$ 0,42 40 kw US$ US$ 0,99 Instalación de VDF 55 kw US$ US$ 1,15 Cambio horno radiación GLP por horno convectivo con fluido de transferencia térmica Cambio sistema de transporte neumático por sistema de cinta de transporte (Proyecto 2010) Cambio sistema de transporte neumático por sistema de cinta de transporte (Proyecto 2010) 80 kw US$ US$ 1,17 95 kw US$ US$ 1,67 55 kw US$ US$ 1,44 24 Disminución de consumos: Agua Proceso Regulación de flujos (Proyecto 2010) 5 kw 500 US$ US$ 0,16 TOTALES kw US$ US$ 0,55

4 22 ATCP Revista Celulosa y Papel Octubre 2009 RESULTADO DEL PROGRAMA DE E.E. EN MASONITE CHILE S.A. Los resultados de un programa de E.E., deben identificarse directamente en los estados financieros de la empresa. El ahorro en un programa de E.E., típicamente tiene resultados tangibles en una reducción del costo unitario de producción. En el caso de la Energía Eléctrica, debe haber una disminución en la Energía consumida registrada y una disminución en la facturación mensual. Un representante del área de Finanzas debe verificar y evaluar el ahorro informado. Sin embargo, un programa de E.E. no solo entrega ahorros directos o hard savings, sino también entrega ahorros intangibles o soft savings, como mejoras al medio ambiente y seguridad, diseños mejorados de equipos, mejoras de tiempos productivos, mejoras organizacionales, etc. Para Masonite Chile S.A., el programa de E.E. entrega un ahorro para el año 2008 de US$ y un ahorro proyectado para el año 2009 de US$ en Energía Eléctrica, adicional U$ por concepto de ahorro en combustible GLP. La variación en el monto de los ahorros, se debe a la diferencia del costo de la energía eléctrica para los años evaluados. Los gráficos a continuación muestran una reducción superior al 40% en el consumo de Energía Eléctrica y una disminución del 20 % en el consumo específico de Energía (kw-hr/skin)2. Estas variables son las principales métricas utilizadas en la evaluación de resultados. El gráfico No.2 expresa la energía consumida por unidad producida. Se explica una baja de este factor los años 2005 y 2006 debido a las altas producciones que llegaron a 7,4 millones de unidades para el año 2006, por lo que el específico de energía se ve impactado comparado con una producción proyectada de 4,5 millones para el año Es evidente que la continuidad operativa de una planta, mejora la demanda energética por unidad producida. Para los años 2008 y 2009, por las condiciones de bajas ventas y detenciones por cambio de moldes, no es posible operar continuamente, sin embargo el específico de energía disminuye. Extrapolando estos datos, para cuando la continuidad operativa alcance los niveles del año 2006, el específico de energía disminuirá a un valor cercano a 2,35 kw-hr/skin. 2 Skin: unidad de producción (doorskin). Gráfico No.1: Consumo Anual de Energía Eléctrica Gráfico No.2: Consumo Anual de Energía Específica

5 ATCP Revista Celulosa y Papel Octubre CONCLUSIONES El principio de que la Energía no se crea ni se destruye, sólo se mal utiliza; se aplica a la totalidad de proyectos realizados en Masonite Chile S.A. bajo el programa de Eficiencia Energética. Se puede atribuir la ineficiente utilización de la energía a diseños de equipos sobredimensionados, equipos innecesarios, procedimientos operativos incorrectos, presiones y temperaturas de operación por sobre lo requerido y actualización tecnológica de equipos. Un programa de Eficiencia Energética es una tarea que requiere una continuidad en su desarrollo, objetivos claros y acciones en las cuales se requiere la participación conjunta de gobierno, industria y sector académico.

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