Análisis y evaluación para la determinación de la eficiencia energética en una piscicultura

Análisis y evaluación para la determinación de la eficiencia energética en una piscicultura Tesis presentada para optar al Título de Ingeniero en Acuicultura. Profesor Patrocinante: Dra. Sandra Bravo. Instituto de Acuicultura. KARINA ALEJANDRA OBANDO LLAN-LLÁN. PUERTO MONTT, CHILE. 2013

AGRADECIMIENTOS A empresas Trusal S.A. que ha permitido desempeñarme como profesional dentro de sus instalaciones y han otorgado la oportunidad de generar esta memoria de título, en especial al Sr. Jorge Mora, gracias por la oportunidad, comprensión y paciencia. A mis profesores que han apoyado en la realización de esta memoria de título: Dra. Sandra Bravo, Ing. Civil Industrial Alex Cisterna, Mg. Alejandro Sotomayor. Sin sus consejos no hubiera sido posible sacar adelante este proyecto. A los docentes que integran la escuela de Acuicultura y pesquerías, que a lo largo de estos años nos han inculcado sus conocimientos, comprensión y dedicación. A mis padres, por creer en mí, por su apoyo incondicional en todo momento y porque además han sido el pilar fundamental donde he sustentado mis fuerzas para salir adelante. A Dios, por haberme permitido llegar hasta esta última etapa y por haberme ayudado a lograr mis objetivos. Finalmente en esta etapa culmine de mi carrera profesional, estoy muy conforme y feliz de haber logrado recorrer y sortear los diferentes obstáculos que se han presentado a lo largo de este camino, los cuales me han hecho crecer tanto como persona y como profesional. Y que finalmente me han permitido recoger los frutos de este arduo trabajo: Conocimientos, experiencia y verdaderas amistades que han de perdurar en el tiempo.

Mucho mejor atreverse a hacer cosas grandes, a obtener triunfos gloriosos, aun cuando estén matizados con fracasos, en vez de formar en las filas de aquellos pobres de espíritu que ni gozan mucho, ni sufren mucho, porque viven en el crepúsculo gris que no conoce la victoria ni la derrota Theodore Roosevelt Estadista estadounidense (1858-1919).

ÍNDICE 1. RESUMEN.... 1 2. INTRODUCCIÓN... 3 2.1. Eficiencia energética y gestión de la energía.... 7 2.2. Escenario energético en Chile.... 11 3. OBJETIVOS... 17 3.1. Objetivo general.... 17 3.2. Objetivos específicos.... 17 4. MATERIALES Y MÉTODOS.... 18 4.1. Etapas del diseño metodológico... 18 4.2. Aplicación de herramientas de gestión para la eficiencia energética:... 23 4.3. Desarrollo de Soluciones: Recomendaciones.... 32 4.4. Toma de decisiones.... 34 5. RESULTADOS.... 35 5.1. Análisis energético.... 35 5.1.1. Descripción del consumo y el tipo de energía eléctrica instalada en centro Guanaco Trusal S.A.... 35 5.2. Valores y tendencias del consumo energético en el centro de cultivo.... 38 5.3. Diagrama de flujos para cada etapa de proceso en centro de cultivo... 41 5.3.1. Diagrama de procesos Sala de Incubación.... 44 5.3.2. Diagrama de flujo procesos Sala de Primera Alimentación.... 47 5.3.3. Diagrama de flujo de procesos Sala Alevinaje I.... 50 5.3.4. Diagrama de flujo procesos Sala Alevinaje II.... 51 5.4. Detalles de producción en Guanaco, Trusal S.A.... 52 5.5. Consumo energético y producción en el tiempo.... 54 5.6. Costos asociados al consumo energético.... 59 5.6.1. Análisis de costos mensuales kwh. Centro Guanaco, Trusal S.A.... 60 5.7. Análisis de gráficas de dispersión y correlación de las variables y regresión.61 5.7.1. Consumo energético y producción de biomasa.... 61 5.7.2. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r).... 62 5.8. Consumo energético y producción de biomasa por grupo de peces.... 63

5.8.1. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r)... 65 5.9. Consumo energético y costos asociados al consumo.... 66 5.9.1. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r).... 67 5.10. Índices de consumo energético producción (KPI, Key Performance Indicator)... 68 5.10.1. Análisis gráficos de barras para Índice de eficiencia energética.... 70 5.10.2. Análisis gráficos de barras para Índice de costos US$ asociado al consumo energético..... 70 5.11. Análisis gráfico de dispersión Índice de consumo y producción... 71 5.11.1. Análisis gráfico de dispersión Índice de costos asociado a la producción (costos US$/kWh mensuales para producción (kg).... 74 5.12. Posibilidades de mejora en rentabilidad, propuesta de indicadores energéticos... 75 5.12.1. Escenario de implementación.... 75 5.13. Catastro de equipos.... 78 5.14. Gastos y ocurrencias de fallas, centro Guanaco.... 82 5.14.1. Diagrama de Pareto.... 87 5.14.2. Diagrama de Ishikawa.... 90 6. DISCUSIÓN.... 93 7. RECOMENDACIONES.... 98 7.1. Detección de mejoras y recomendaciones... 98 7.2. Elaboración de cartera de proyectos.... 100 7.3. Buenas prácticas de energía.... 101 8. CONCLUSIÓN.... 103 9. BIBLIOGRAFÍA.... 105

ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Normativa AS/NZS 3598:2000. Detalle diagrama de flujo de los niveles de auditorías para la eficiencia energética que se pueden aplicar en todos los sectores productivos (Normativa australiana/neozelandesa).... 10 Figura 2. Variación del PIB y el Consumo de Energía en los países de la OCDE y en Chile.... 12 Figura 3. Consumo sectorial de energía, con un total de 255.130 Teracalorías... 14 Figura 4. PDCA o Ciclo de Deming.... 15 Figura 5. Diagrama de flujo para la aplicación de la metodología para la determinación de eficiencia energética para el centro de alevinaje, Guanaco. TRUSAL S.A.... 19 Figura 6. Ejemplo de Diagrama de flujo aplicado para el proceso de ingreso de agua a una sala de cultivo, incluye el uso de caldera y chiller dentro del proceso, con sus respectivas demandas energéticas.... 24 Figura 7. Gráfico de consumo energético vs producción.... 25 Figura 8. Ejemplos de correlaciones para diferentes nubes de datos.... 26 Figura 9. Ejemplo gráfico de dispersión para Producción biomasa versus Consumo energético, con análisis de regresión incorporado.... 28 Figura 10. Ejemplo de indicador energético, el cual considera la cantidad de energía demanda mensual (kwh) sobre la producción (kg) obtenida mensual.... 30 Figura 11. Ejemplo de aplicación del Diagrama de Pareto.... 31 Figura 12. Ejemplo de Diagrama de ISHIKAWA.... 32 Figura 13. Gráfico de consumo histórico periodo agosto 2011-mayo 2012... 40 Figura 14. Diagrama de flujo de las etapas de cultivo que abarca el centro Guanaco.... 41

Figura 15. Diagrama de flujo de los procesos energéticos de la Sala de Incubación, Guanaco, Trusal S.A.... 44 Figura 16. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Primera Alimentación, Guanaco, Trusal S.A.... 47 Figura 17. Diagrama de flujo de procesos energéticos Sala de Alevinaje I, Guanaco, Trusal S.A.... 50 Figura 18. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Alevinaje II. Guanaco, Trusal S.A.... 51 Figura 19. Biomasa producida agosto 2011-mayo 2012 v/s el consumo energético del período.... 55 Figura 20. Diagrama de Ishikawa para deficiencia energética dentro del centro de cultivo originada por 3 categorías.... 57 Figura 21. Gráfico de consumo energético y los costos asociados al período.... 59 Figura 22. Detalle costos (peso chileno) por kwh mensual para el año 2011.... 60 Figura 23. Detalle costos (peso chileno) por kwh mensual para el año 2012.... 60 Figura 24. Detalle producción de biomasa en toneladas mensuales vs. el consumo energético en kwh mensuales.... 61 Figura 25. Detalle producción de biomasa y consumo energético (kwh) mensuales por grupo de peces obtenidos en Centro.... 63 Figura 26. Análisis de regresión para la variable de biomasa producida por grupo de peces con aplicación de programa STATISTICA 7... 64 Figura 27. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por grupo y su demanda energética con la aplicación del programa STATISTICA 7 65 Figura 28. Detalle gráfico de dispersión para las variables de consumo energético y sus costos en peso chileno...66

Figura 29. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por grupo y sus costos energéticos asociados a través de la aplicación del programa STATISTICA 7...67 Figura 30. Índice de eficiencia energética mensual durante el periodo agosto 2011-mayo 2012 (kwh)/ kg biomasa producida durante el período...70 Figura 31. Índice de costos (US$) asociados al consumo energético por concepto de producción mensual durante el periodo agosto 2011-mayo 2012 (kwh) (US$)/ kg biomasa producida durante el período....70 Figura 32. Índice de consumo energético mensual durante el periodo agosto 2011-mayo 2012 (kwh)/ kg biomasa producida durante el período....71 Figura 33. Índice de costos energético mensual para el periodo agosto 2011-mayo 2012..... 74 Figura 34. Detalle del consumo porcentual del total de equipos de consumo permanente dentro del centro..81 Figura 35. Detalle de porcentajes de costos invertidos en insumos para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers....84 Figura 36. Detalle de porcentajes de costos invertidos en servicios de mantención para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers....85 Figura 37. Detalle de porcentajes de costos totales invertidos en servicios de mantención e insumos para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers... 86 Figura 38. Diagrama de Pareto con las principales causas de fallas energéticas dentro del centro Guanaco...87 Figura 39. Diagrama de Pareto para el ítem de oxigenación con sus respectivas causas....89 Figura 40. Detalle diagrama de Ishikawa creada para evaluar las posibles causas que hacen deficiente el desempeño de los conos de oxigenación de Sala de alevinaje 1..90

ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Detalle de exportaciones de salmón (ton) a lo largo de los años por Subpesca.. 5 Tabla 2. Detalle de exportaciones de salmón a los largo de los años por Subpesca.. 6 Tabla 3. Resumen y clasificación de documentación solicitada para realizar el análisis energético dentro de la piscicultura..21 Tabla 4. Valores históricos de consumo eléctrico en centro Guanaco Trusal S.A. período agosto 2011-mayo 2012 38 Tabla 5. Producción de grupo de peces durante el periodo agosto-diciembre 2011.52 Tabla 6. Producción de grupo de peces durante el periodo enero-mayo 2012.53 Tabla 7. Indicadores de producción y consumo energético durante el período agosto 2011-mayo 2012...68 Tabla 8. Detalle índices de producción y eficiencia energética para los meses que cumplen con los estándares de eficiencia energética..... 69 Tabla 9. Detalle de índice de consumo para la producción obtenida durante el periodo de estudio.72 Tabla 10. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el mes de agosto del 2011..75 Tabla 11. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el mes de septiembre del 2011.76 Tabla 12. Aplicación de índice (2.87) para todo el periodo de estudio 76 Tabla 13. Detalle de consumo kwh de equipos de prestación de servicio para las unidades productivas...78 Tabla 14. Detalle de equipos de uso permanente para unidades productivas..79 Tabla 15. Detalle consumo doméstico en centro.79

Tabla 16. Detalle de mantención y reparación de equipos. Período agosto 2011- mayo 2012.. 82 Tabla 17. Detalle de requerimientos aprobados de servicios para instalación y mantención de los diferentes Ítems estudiados...83 Tabla 18. Estratificación de las causas de gastos e inversión del ítem oxigenación.. 88 Tabla 19. Medidas de ahorro de energía en sistemas de bombeo..98 Tabla 20. Medidas de ahorro de energía en motores.99 Tabla 21.Medidas de ahorro de energía en chillers 99 Tabla 22. Medidas de ahorro de energía en iluminación...99

1. RESUMEN. El desarrollo actual y prospectivo de la industria en una economía abierta y globalizada, requiere de acciones encaminadas a reducir costos y aumentar la competitividad. En la actualidad, la empresa TRUSAL S.A. ha visto cómo los costos energéticos han pasado de ser un factor marginal en su estructura de costos a constituir un componente importante en los mismos. Por ello surgió la necesidad de evaluar la eficiencia energética en la Piscicultura Guanaco, localizada en la comuna de Peñaflor, en la Región Metropolitana. Para dicho propósito se estableció como objetivo caracterizar el estado de eficiencia energética de la piscicultura, e identificar los factores que influyen en la eficiencia energética de tal forma alcanzar el óptimo rendimiento del sistema eléctrico en función de sus operaciones. El análisis se basó en estudios disponibles sobre eficiencia energética tales como: Manual de Eficiencia Energética de la Industria Alimentos Elaborados (Chile), Metodología de Eficiencia Energética para la Industria (El Salvador). Tomando como línea estructural la Norma Internacional AS/NSZ 3598:2000 de Australia y Nueva Zelanda, y utilizando herramientas de gestión para el análisis estadístico de los datos. Como resultados se entregaron indicadores que relacionan el consumo de energía con los volúmenes de producción. Los sistemas de inyección de oxígeno por medio de conos fueron uno de los componentes de mayor inversión y demanda eléctrica en la piscicultura Guanaco. Además de la implementación de índices de consumo energético que sean capaces de normalizar la producción dentro de rangos establecidos (puntos críticos), se recomienda establecer buenas prácticas de eficiencia energética que abarquen todas aquellas acciones que permiten a la empresa hacer un buen uso de los equipos, condiciones de proceso aptos para la correcta operación de maquinarias y no generar esfuerzos que redundan en un excesivo uso de la energía. Para terminar se concluye que para el éxito de un programa de ahorro de energía resulta imprescindible el compromiso de la alta dirección de la empresa para lograr los objetivos establecidos y poder generar ahorros tanto en el corto como en largo plazo. Palabras claves: Eficiencia energética, índices de consumo, buenas prácticas. 1

ABSTRACT The development of the salmon industry in an open and global economy, requires of directed actions to reduce costs and to increase the competitiveness. At the present time, the company TRUSAL S.A. it has seen how the costs of energy have pass from a marginal factor in their structure of costs to constitute an important component in such. For that reason the necessity arose to evaluate the energy efficiency, in the Hatchery Guanaco, located in the commune of Peñaflor, in the Metropolitan Region. For this purpose, one of the objective was characterize the state of the energy efficiency in this hatchery, and to identify the factors that influence in the energy efficiency, and in this way to reach the optimal performance of the electrical system based on their operations. The analysis was based on studies available on power efficiency such as: Manual of Energy Efficiency of the Industry Elaborated Foods (Chile), Methodology of Energy Efficiency for the Industry (El Salvador). Taking like structural line the Norm the International AS/NSZ 3598:2000 of Australia and New Zealand, and using tools of management for the statistical analysis of the data. As results it were provided indicators that relate the energy consumption to the volumes of production. The systems of oxygen injection by means of cones were one of the components of greater investment and electrical demand in the analyzed of the hatchery Guanaco. In addition to the implementation of indices of energy consumption that are able to standardize the production within established ranges (critical points), it is recommended to establish good practices of energy efficiency that they include all those actions that allow the company to make a good use of the equipment, conditions of process suitable for the correct operation of machineries and not to generate efforts that result in an excessive use of the energy. Finally, it was concludes that for a successful program of energy saving the commitment is essential from the high direction of the company to obtain the established goals and to be able to generate savings in the short and in the long term. Keywords: Energetic efficiency, consumption rates, good practices. 2

2. INTRODUCCIÓN La acuicultura se ha convertido en la actividad de producción de alimentos con mayor crecimiento a nivel mundial. Desde una producción menor al millón de toneladas a comienzos de los sesenta, pasó a más de 50 millones a fines de la primera década del siglo XXI, con un valor apropiado de 80 mil millones de dólares. Estas cifras revelan que la acuicultura está creciendo a un ritmo mayor que otros sectores de producción de productos de origen animal, incluyendo la pesca de captura cuyo crecimiento cesó a mediados de la década de los ochentas. En cuanto a la acuicultura, la producción acuícola mundial, entre el 2004 y 2006, ha crecido de manera significante con un 6,1% en volumen y del 11,0% en valor (Oldepesca, 2012). La importancia de cubrir las necesidades alimentarias de la población aumenta rápidamente y con ello, la necesidad de hacerlo de una manera sustentable. En el ámbito económico, la acuicultura representa una actividad de gran importancia, ya que constituye una fuente de empleo y una fuente de divisas (Cibnor, 2012). Por otro lado, la acuicultura en Chile ha generado mayor desarrollo en el área de cultivo de peces, llegando a ser el segundo productor mundial de salmones después de Noruega. Al igual que lo mencionado anteriormente, el importante desarrollo de la Salmonicultura se justificó desde un principio por la imperiosa necesidad de disminuir la presión sobre los recursos pesqueros, los 3

cuales estaban sufriendo una importante sobreexplotación por el incremento en su demanda para el consumo humano; además de esto, se le considera una actividad que podría frenar las migraciones y fomentar el desarrollo regional. Así evolucionó la actividad con un relativo auge tardío si es comparada con otras actividades como la minería, el sector forestal o el sector pesquero en su sentido más amplio (no incluyendo al subsector acuícola), que son las actividades más importantes en la economía chilena (Maldonado, 2005). Esta actividad, después de muchos intentos fallidos con el propósito de encontrar el lugar adecuado para su producción, se ha desarrollado en la X y XI región de Chile, debido a las importantes ventajas comparativas naturales que tienen estas regiones para el cultivo de Salmón. Dichas ventajas dicen relación con las condiciones ecológicas y ambientales, principalmente de los cuerpos de agua y la mano de obra barata existentes en dichas regiones, junto con un sector pesquero importante en otras regiones del país que provee de alimento a los salmones a muy bajo costo. Además de esto, se dispone de las necesarias condiciones macro-económicas y de apertura comercial en el país lo que facilitan la llegada de inversiones extranjeras. A ello se suma la débil legislación en cuanto a protecciones y fiscalizaciones que existían y actualmente existen en materia de cuidado al medioambiente (Maldonado, 2005). Sin embargo, en lo que concierne a las exportaciones, la salmonicultura chilena ha tenido altos y bajos, marcados por crisis financieras, virus ISA y la 4

reestructuración de las legislaciones y normativas sanitarias, lo que en los últimos años ha logrado restablecer el mercado. Según un informe elaborado por InfoTrade 1, Japón se consolidó como principal destino de envíos de salmones y truchas chilenos durante 2011. En segundo lugar se ubicó Estados Unidos, con envíos por USD 704 millones, es decir, un 58% más que en 2010. Luego se ubicaron América latina, con exportación de salmónidos por USD 414 millones; y la Unión Europea (UE), por USD 113 millones. En tanto, al continente asiático -exceptuando a Japón- se realizaron envíos por USD 300 millones durante el año pasado, una cifra que evidencia un aumento del 96% con respecto a 2010. El monto total ingresado durante 2011 supera la cifra alcanzada en los mejores años de la industria: 2007, cuanto las exportaciones llegaron a USD 2.241 millones, y 2008, cuando se exportó por USD 2.392 millones. El informe de InfoTrade precisa que el precio promedio que alcanzaron los salmónidos chilenos en los distintos mercados aumentó un 8,7%, al pasar de USD 6,93 en 2010 a USD 7,59 en 2011 (Visión acuícola, 2012). Tabla 1. Detalle de producción de salmón cosechado a lo largo de los años por SalmonChile. Fuente: Subpesca, 2013. Exportaciones Años 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 SalmonChile (Ton) 342,407 504,422 482,392 488,256 569,146 614,139 647,263 InfoTrade 1. Servicio de inteligencia comercial de información y consultoría para la internacionalización de mercados. (Infotrade.com). 5

Tabla 2. Detalle de producción de salmón cosechado a los largo de los años por SalmonChile. Fuente: Subpesca, 2013. Exportaciones Años 2007 2008 2009 2010 2011 2012 SalmonChile (Ton) 600,835 630,647 473.579 423.121 613.219 804.000 Por otro lado, a pesar de la gran industrialización de la salmonicultura y la gran tecnología empleada en los sistemas de producción, el beneficio empresarial es el objetivo de toda actividad económica privada. El recorte de costos, en particular los de componente fijo o semifijo, se convierte en un arma estratégica para aumentar la competitividad, la rentabilidad y el éxito de la empresa a medio y largo plazo. No obstante, antes de encaminar los pasos para lograr reducir los costos, es necesario detenerse a pensar en cuáles son las variables sobre las que se deberá actuar para conseguir mayor eficiencia para la producción de la empresa. Por ello, respecto a las instalaciones industriales, se debe tener en cuenta que una de las variables más importante es el elevado consumo energético a la cual se está sometido para mantenerlas. El ahorro energético que se puede conseguir con una combinación de actuaciones sobre diferentes puntos ayudará al gestor a reducir los costos, incrementar la rentabilidad de la empresa y, a su vez, a conseguir una mejora en los efectos ambientales generados por la actividad productiva. 6

Los requerimientos de una de las grandes empresas como TRUSAL S.A se direccionan a reducir el consumo energético, puesto que es una de las variables que influyen significativamente los altos costos variables de la empresa. Ante esta necesidad, surge la posibilidad de evaluar los costos de consumo energéticos en uno de sus centros de cultivo de agua dulce, específicamente, en el centro de alevinaje Guanaco, ubicado en la comuna de Peñaflor, en la región Metropolitana. 2.1. Eficiencia energética y gestión de la energía. Por eficiencia energética se entiende el conjunto de actividades encaminadas a reducir el consumo de energía en términos unitarios, mejorando la utilización de la misma, con el fin de proteger el medio ambiente, reforzar la seguridad del abastecimiento y crear una política de eficiencia energética. Se trata de utilizar mejor la energía. El objetivo de una política de eficiencia energética es fomentar comportamientos, métodos de trabajo y técnicas de producción que consuman menos energía. Para una correcta gestión energética es necesario conocer los aspectos que determinan cuáles son los elementos más importantes a la hora de lograr la optimización energética, conocimiento que nos permita un mejor aprovechamiento de nuestros recursos y un ahorro tanto en el consumo como en 7

el dimensionamiento de las instalaciones. El consumo de energía como una variable más dentro de la gestión de un negocio, adquiere relevancia cuando de esa gestión se pueden obtener ventajas que se traducen directamente en ahorros reflejados en la cuenta de resultados. Un estudio pormenorizado de los consumos y demandas energéticas indicará las variables sobre las que hay que actuar prioritariamente, a fin de conseguir la mayor efectividad con el menor esfuerzo económico. Según la Norma Australiana Neozelandesa (AS/NZS 3598:2000), el diagnóstico energético, es un análisis que permite reconocer las ineficiencias que presenta un sistema en un tiempo determinado. Las Auditorías Energéticas son investigaciones acerca del uso de energía en un sistema determinado. Éstas permiten la identificación del uso de la energía y los costos asociados y son capaces de suministrar información organizada para la toma de decisiones (Standard Australian International, Standard New Zealand; SAI GLOBLAL). El primer objetivo general de la Norma AS/NZS 3598-2000 es proporcionar una guía metodológica para el diagnóstico de la eficiencia energética en una organización, permitiendo al usuario conocer el nivel de Auditoría que debe realizar de acuerdo a las necesidades de información del usuario. Además, de entregar una guía para la puesta en marcha de Auditorías energéticas y una base uniforme para la preparación de propuestas de manera que puedan ser 8

comparables entre sí. El segundo objetivo general de esta norma es determinar las mejores prácticas para los auditores de energía, apoyar con la contribución y establecimientos de programas de gestión energética y contribuir a la calidad de la energía y sus vínculos con otros sistemas de gestión (Standard Australian International, Standard New Zealand; SAI GLOBLAL). Ésta norma utiliza dos términos de aplicación: Normativo e Informativo. El apéndice normativo se refiere a una parte integrante de la Norma para la cual existe una aplicabilidad de la misma; en cambio el apéndice informativo sirve de guía y orientación para los usuarios de esta Norma (Silva, 2010). 9

Figura 1. Normativa AS/NZS 3598:2000. Detalle diagrama de flujo de los niveles de auditorías para la eficiencia energética que se pueden aplicar en todos los sectores productivos (Normativa australiana/neozelandesa). Fuente: SAI GLOBAL, 2000. 10

2.2. Escenario energético en Chile. Chile posee algunas políticas y metas directamente relacionadas con el uso eficiente de la energía, que son los pilares establecidos el año 2010 por el Ministerio de Energía: energía a precios competitivos, procurar que todos tengan acceso a la energía y, que ésta sea amigable con el medio ambiente. Asimismo, dentro de las metas 20/20 del país, establecidas por el gobierno se indica que si se toma como base el año 2007, para el 2020 Chile deberá reducir en un 20% sus emisiones de dióxido de carbono (CO2 es un gas de efecto invernadero) y, contar con el 20% de la matriz eléctrica con generación proveniente de energías renovables. Ambas están relacionadas con eficiencia energética. Recientemente, Chile se insertó en el concierto internacional de un grupo selecto de países miembros de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (OCDE). En la figura n 1.se muestra la relación entre el Producto Interno Bruto (PIB) y el consumo de energía. En esta se encuentra la relación entre estas variables de países pertenecientes a la OCDE, con economías más desarrolladas y diversificadas que la nuestra, en que ambas curvas están desacopladas ; el PIB no depende en una relación uno a uno de la energía. Además, se muestra el caso de Chile como un opuesto, en que las curvas del PIB y del consumo de energía se siguen mutuamente año tras año, es decir, están acopladas. El desacople se producirá a través de la 11

implementación de políticas y programas de eficiencia energética (AChEE y Chilealimentos A.G, 2010). Figura 2. Variación del PIB y el Consumo de Energía en los países de la OCDE y en Chile. Fuente: Balance Nacional de energía (BNE), 1971 2008 (Año 1971: base 100). AChEE y Chilealimentos A.G, 2010. Así, en enero de 2012, el gobierno planteó una planificación estratégica de energía para los próximos 20 años, indicando que no solamente se desea más energía, sino que ésta también sea una energía segura, limpia y económica. Para ello, se ha hecho un compromiso con la eficiencia energética como el punto de partida de esta estrategia y contempla un programa a 20 años para desacoplar el crecimiento económico del consumo de energía. Así, se está planteando una meta de desviar el 12% al año 2020, que habría significado el consumo de energía sin esta nueva campaña de eficiencia energética, que implica ahorrar una cantidad de energía equivalente a más de 1.100 megawatts instalados (AChEE y Chilealimentos A.G, 2010) 12

Esta estrategia se basa en un conjunto de ocho pilares: 1) Eficiencia energética (EE). 2) Generación a partir de energías renovables no convencionales (ERNC). 3) Incrementar la participación de la hidroelectricidad (de un 34% a cifras entre el 45 y el 50%). 4) Nuevas normas de emisiones para empresas termoeléctricas (con estándares de la OCDE). 5) Asegurar el suministro de energía, mejorar la capacidad y tecnología de las líneas de transmisión. 6) Un mercado eléctrico más transparente y competitivo. 7) La integración regional. Una interconexión eléctrica con países de América Latina. 8) Perfeccionar nuestra legislación institucional e institucionalidad ambiental. La distribución del consumo energético nacional en teracalorías y términos porcentuales, según el Balance Nacional de Energía (BNE) del año 2010, se muestra en la Figura n 2. Claramente se observa la gran importancia del sector industrial y minero, con un 38% del consumo total, incluyendo al sector alimenticio (AChEE y Chilealimentos A.G, 2010). 13

Figura 3. Consumo sectorial de energía, con un total de 255.130 Teracalorías. Fuente: AChEE y Chilealimentos A.G, 2010 (Manual de eficiencia energética Chilealimentos). Por lo anterior, actualmente en Chile La Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AChEE) y la Asociación de Empresas de Alimentos de Chile, Chilealimentos A.G., han creado un manual de Eficiencia Energética para la Industria de los Alimentos Elaborados, lo que por su contenido y metodología puede ser aplicable a cualquier tipo de industria con el fin de impulsar el desarrollo de herramientas para el uso eficiente de la energía que permitan mejorar la productividad y competitividad del sector. Es importante destacar además que esta guía cuenta con la incorporación de la ISO 50001, la cual es una normativa estándar internacional desarrollada por ISO (Organización Internacional de Normalización), donde se establecen los requisitos para el establecimiento de un sistema de gestión de energía. Esta normativa es de aplicación en todo tipo de empresas y organizaciones, grandes o pequeñas tanto del ámbito público o privado, que se dediquen a la provisión de servicios o a la elaboración de productos y 14

equipos (Sigweb, 2010). Basada en el procedimiento de mejoramiento continuo: Planificar-Hacer-Verificar-Actuar (PDCA). Figura 4. PDCA o Ciclo de Deming, es una estrategia de mejora continua de la calidad en cuatro pasos, basada en un concepto ideado por Walter A. Shewhart. También se denomina espiral de mejora continua. Es muy utilizado por los Sistemas de Gestión de Calidad (SGC). Fuente: Walton, M. et al, 2004. Sus principales características son: Establecer una política energética. Asignar claras responsabilidades. Desarrollar una revisión energética. Establecer línea base. Identificar indicadores energéticos adecuados. Establecer objetivos y metas. Crear un sistema de control documental. Comunicar internamente el desempeño energético y del Sistema de Gestión de Energía (SGE). Generar especificaciones para evaluar energéticamente los nuevos diseños. 15

Generar especificaciones para compras. Con lo anterior se puede generar una guía metodológica de análisis de eficiencia energética que permita utilizar diversas herramientas tales como: la norma neozelandesa AS/NZS 3598-2000, el Manual de Eficiencia Energética Para Alimentos Elaborados y finalmente ISO 50001, con la incorporación de elementos del mejoramiento continuo (Ciclo PDCA, Deming) con la finalidad de obtener una evaluación integra del consumo energético en función de los procesos productivos, generando un plus a la competitividad de la empresa por medio de la implementación de herramientas de calidad y gestión. Con ello se dispondrá de una secuencia de mejoras que sea aceptable y entendible por todos aquellos responsables de entender dichos problemas para así implementar un control o una mejora que facilite el control y normalice los criterios. 16

3.1. Objetivo general. 3. OBJETIVOS Determinar eficiencia energética dentro de una piscicultura. 3.2. Objetivos específicos. Analizar el nivel de información existente en la organización, la formación interna y la política de empresa en el ámbito de la eficiencia energética. Analizar el consumo y la distribución energética de las instalaciones dentro de la piscicultura. Identificar los factores que influyen en la eficiencia energética con objeto de alcanzar el óptimo rendimiento. Analizar los costos en función del consumo energético de las instalaciones estudiadas. Formular mejoras y recomendaciones basadas en la inspección de la piscicultura y en revisión bibliográfica. 17

4. MATERIALES Y MÉTODOS. 4.1. Etapas del diseño metodológico. El desarrollo de este estudio energético, por su carácter y alcance, se basa en un proceso similar al de una consultoría, ya que para su realización se debe recurrir a información obtenida de la empresa acerca de los procesos internos que se encuentran en operación en los períodos de estudio. Una vez obtenido la información, se puede comenzar con el paso de análisis de los datos y posteriormente las conclusiones y recomendaciones. Por lo anterior, el Diseño Metodológico se encuentra basado en herramientas de gestión de calidad para la eficiencia energética (Monteagudo et al, 2005), en el Manual Para la Eficiencia Energética Para la Industria de los Alimentos Elaborados el cual incorpora el ciclo de Deming como mecanismo de optimización y mejora continua de los procesos energéticos, de tal forma que no genere cambios abruptos dentro de la empresa. Junto con ello la norma ISO 50001, lo que por su contenido y metodología puede ser aplicable a cualquier tipo de industria con el fin de impulsar el desarrollo de herramientas para el uso eficiente de la energía que permitan mejorar la productividad y competitividad del sector. 18

Además, durante este proceso se contó con los lineamientos de la Norma de Eficiencia Energética AS/NZS 3598:2000 (SAI GLOBAL, 2000) con el objetivo de lograr una integración y potenciación entre ambos métodos. Las etapas del Diseño Metodológico corresponden a las siguientes: Definición del Problema, Recopilación de Datos, Análisis de la Información, Desarrollo de Soluciones e Impacto en el Costo. Figura 5. Diagrama de flujo para la aplicación de la metodología para la determinación de eficiencia energética para el centro de alevinaje, Guanaco. TRUSAL S.A. Fuente: Elaboración propia a través del software Edrawmax. 19

a) Definición del Problema: Para la definición del problema, se establecieron reuniones presenciales con los profesionales de TRUSAL S.A para conocer, de manera global, los procesos de producción que utilizan energía y así poder establecer los objetivos generales, específicos con el respectivo alcance del estudio a aplicar. Una vez definido lo anterior, se procedió a establecer los plazos estimados del proyecto. b) Recopilación de Datos: Para la recolección de los datos se presentaron dos vías. La primera fue a través de la información entregada directamente por la empresa en estudio y la segunda fue obtenida a través de una inspección en terreno a los procesos de manufactura de la organización. Los datos recopilados abarcaron un periodo de un año, comenzando en Agosto del 2011 hasta Agosto del 2012. c) Datos solicitados a la empresa de manera directa: Para el desarrollo del estudio de eficiencia energética se solicitó a la empresa información de calidad primaria, es decir, información perteneciente a la empresa y que no haya sido analizada por terceros. La información solicitada para este estudio se basó en los requisitos de Auditorías energéticas de nivel 1 que señala la norma Australiana Neozelandesa de Eficiencia Energética AS/NZS 3598:2000, en conjunto con información anexa necesaria para llevar a cabo el estudio. La información que se solicitó a la empresa para este estudio fue la siguiente: 20

El consumo total de todos los medidores de energía eléctrica para un período de 12 meses. Si no estaba disponible esa información, se debía asumir y analizar la información dispuesta por la empresa. Planos eléctricos unilineales y cuadros de carga del proceso productivo. El uso de las líneas de energía eléctrica que se encuentran operativas en todo el año y señalar cuáles son de carácter estacional (por temporada). Registro de fallas eléctricas, mantención de equipos y/o inversiones aplicadas en equipos eléctricos durante el periodo solicitado para el análisis. Informes de producción mensual con respecto a biomasa de peces producida en el centro. Tabla 3. Resumen y clasificación de documentación solicitada para realizar el análisis energético dentro de la piscicultura tiene relación con lo estipulado en la Norma internacional de Auditorías energéticas en el nivel 1(AS/NZS 3598:2000). Fuente: Elaboración propia base a información solicitada. 21

d) Información obtenida por inspección en terreno: Corresponde a lo realizado y elaborado en las visitas realizadas en el período de estudio a la piscicultura Guanaco, ubicada en la comuna de Peñaflor, Región metropolitana. Para obtener y verificar que los datos obtenidos sean relevantes, se debe resumir y esquematizar el tipo y fuente de la información en cada etapa de las visitas a la piscicultura, llevando una bitácora por cada inspección en terreno. La información obtenida en este sub ítem tiene relación con: Determinar los procesos efectuados en cada sala de producción. Levantamientos de equipos eléctricos de cada sala de producción e involucrados en los procesos productivos, considerando además unidades complementarias como: oficina, casino, etc. Determinar uso y estacionalidad de equipos eléctricos involucrados. e) Análisis de la Información: Se realizó en base a la información recolectada en la etapa anterior. Una parte de la información recolectada es de carácter histórica, donde se solicita información de 12 meses de producción. El período de Recolección de datos es entre los meses de Agosto del 2011 hasta Mayo del 2012. f) Clasificación de la Información: En esta etapa se ordenó y resumió la información y/o documentos. Para ello se clasificó la información por las siguientes categorías: Energía, 22

Producción de biomasa e Información Complementaria. Con lo cual se realizarán análisis de forma individual e integral a los datos pertenecientes a cada una de ellas. Esto se realizó a través de una Lista de Chequeo. 4.2. Aplicación de herramientas de gestión para la eficiencia energética: a) Consumo y utilización de energía: El objetivo de este sub ítem fue resumir de manera estadística y con el apoyo de herramientas gráficas, tales como gráficos de las variables a estudiar, los perfiles de consumo para la energía asociada a la piscicultura durante el periodo de operación estimado para el estudio. A ello se le incluirá los perfiles de carga eléctrica de cada insumo asociado a la producción. b) Diagrama energético-productivo: Esta herramienta consistió en desarrollar el flujograma del proceso productivo, agregándole todas las entradas y salidas de materiales (incluidos residuos) y de energía, con sus magnitudes características para los niveles de producción típicos de la empresa. 23

Figura 6. Ejemplo de Diagrama de flujo aplicado para el proceso de ingreso de agua a una sala de cultivo, incluye el uso de caldera y chiller dentro del proceso, con sus respectivas demandas energéticas. Fuente: Elaboración propia. La utilidad del Diagrama Energético Productivo, es que muestra la relación entre las diferentes etapas del proceso productivo y las etapas mayores consumidoras por tipo de energético, muestra donde se encuentran concentrados los rechazos de materiales y los efluentes energéticos no utilizados, muestra las posibilidades de cambio en la programación del proceso o introducción de modificaciones básicas para reducir los consumos energéticos. Facilita el establecimiento de indicadores de control por áreas, procesos y equipos mayores consumidores. Permite determinar la producción de la empresa. 24

c) Gráfico de consumo y producción en el tiempo: Gráfico de barras: 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 empresa: Consumo energético, por ejemplo, y puede establecerse a nivel de empresa, área o equipos. Figura 7. Gráfico de consumo energético vs producción. Fuente: Elaboración propia. La utilidad de los gráficos E-P vs. T (Energía Producción vs. Tiempo), (figura 7) radica en la muestran de 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 25

d) Diagramas de dispersión y correlación: Gráfico que muestra la relación entre 2 parámetros. Su objetivo es mostrar en un gráfico x,y si existe correlación entre dos variables, y en caso de que exista, qué carácter tiene esta. Figura 8. Ejemplos de correlaciones para diferentes nubes de datos. Fuente: Elaboración propia. La utilidad de los diagramas de dispersión y correlación, es que muestra con claridad si los componentes de un indicador de control están correlacionados entre sí y por tanto si el indicador es válido o no. Permite establecer nuevos indicadores de control. Permite determinar la influencia de factores productivos de la empresa sobre las variables en cuestión y establecer nuevas variables de control. 26

e) Diagramas de Dispersión de consumo producción: Para las empresas industriales y de servicios, realizar un diagrama de dispersión de la energía usada por mes u otro período de tiempo con respecto a la producción realizada o los servicios prestados durante ese mismo período, revela importante información sobre el proceso. Este gráfico de energía vs. producción puede también realizarse por tipo de portador energético, y por áreas, considerando en cada caso la producción asociada al portador en cuestión. Por ejemplo: una fábrica de helados graficará el consumo de combustible o electricidad versus las toneladas de helados producidas, mientras que en un hotel turístico se puede graficar el consumo de electricidad o de gas versus los cuartos-noches ocupados. La utilidad de los Diagramas de Energía vs. Producción, es determinar en qué medida la variación de los consumos energéticos se deben a variaciones de la producción. Mostrar si los componentes de un indicador de consumo de energía están correlacionados entre sí, y por tanto, si el indicador es válido o no. 27

Figura 9. Ejemplo gráfico de dispersión para Producción biomasa versus Consumo energético, con análisis de regresión incorporado. Fuente: Elaboración propia. Después de recolectados los datos de consumo de energía y producción asociada para un mismo periodo de tiempo (día, mes, año), se gráfica los pares (Energía, Producción) utilizando el programa de hojas de cálculo, Microsoft Excel. Posterior a ello se determina el coeficiente de correlación o de Pearson entre Energía y Producción con un software estadístico llamado STATISTICA 7. f) Coeficiente de Pearson: Este coeficiente de correlación es una medida que indica la situación relativa de los mismos sucesos respecto a las dos variables que se están estudiando, es decir, son la expresión numérica que nos indica el grado de relación existente entre 2 variables y en qué medida se relacionan. Son números que varían entre los límites +1 y -1. Su magnitud indica el grado de asociación entre las variables; el valor r = 0 indica que no existe relación entre las variables; los valores iguales a 1 son indicadores de una correlación perfecta positiva (al crecer o decrecer X, crece o decrece Y) o negativa (Al crecer o decrecer X, decrece o crece Y). 28

Una vez que se ha calculado el coeficiente de correlación, se traza la recta que más se ajuste a los puntos situados en el diagrama o línea de tendencia generada en la hoja de cálculo de Microsoft Excel. g) Índices de consumo energético producción (KPI, Key Performance Indicator): KPI, del inglés Key Performance Indicators, o Indicadores Clave de Desempeño, miden el nivel del desempeño de un proceso, enfocándose en el "cómo" e indicando el rendimiento de los procesos, de forma que se pueda alcanzar el objetivo fijado por la empresa. Para las variables analizadas: Energía, Producción, se establecerán indicadores de rendimiento, cómo lo establece la norma AS/NZS 3598:2000 para la Intensidad Energética. Con el objetivo de establecer y conocer los parámetros del uso de la energía sobre la producción asociada y realizada por la planta. Las unidades dimensionales de estos indicadores dependerán de la unidad de la variable estudiada. 29

Figura 10. Ejemplo de indicador energético, el cual considera la cantidad de energía demanda mensual (kwh) sobre la producción (kg) obtenida mensual. Fuente: Elaboración propia. h) Diagrama índices de consumo energético producción: El diagrama a aplicar en este sub ítem corresponde a gráficos de dispersión, con el fin de visualizar y analizar el comportamiento de los índices de desempeño de las variables estudiadas. i) 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. El diagrama de Pareto es muy útil para aplicar la Ley de Pareto o Ley 80 20, que identifica el 20% de las causas que provoca el 80% de los efectos de cualquier fenómeno estudiado. La utilidad del diagrama de Pareto es la de identificar y concentrar los esfuerzos en los puntos clave de un problema o fenómeno como puede ser; los mayores consumidores de energía de la fábrica, las mayores pérdidas energéticas o los mayores costos energéticos, la de predecir la efectividad de una mejora al conocer la influencia de la disminución de un efecto al reducir la 30

barra de la causa principal que lo produce, y la de determinar la efectividad de una mejora comparando los diagramas de Pareto anterior y posterior a la mejora. Figura 11. Ejemplo de aplicación del Diagrama de Pareto, para visualizar los costos de calidad asociados a diversas fallas encontradas para un problema X, de una empresa X. Fuente: Walton, M. et al, 2004. j) Diagrama ISHIKAWA: El Diagrama de ISHIKAWA o diagrama Causa efecto, es una forma de representar u organizar las diferentes teorías propuestas sobre las causas de un problema. Lo que permite, por tanto, lograr un conocimiento común de un problema complejo, sin ser nunca sustitutivo de los datos. Pasos a seguir para la construcción del Diagrama de ISHIKAWA: 1. Definir el problema que se quiere solucionar. 2. Hacer una lluvia de ideas de todas las posibles causas del problema. 3. Organizar los resultados de la lluvia de ideas en categorías racionales. 31

4. Construir un diagrama de Causa efecto que muestre de manera precisa las relaciones entre todos los datos de cada categoría. Figura 12. Ejemplo de Diagrama de ISHIKAWA, para la aplicación y determinación de un problema X, donde se establecen diversos factores con las respectivas causas generadoras del problema. Fuente: Elaboración propia con aplicación de software Edrawmax. 4.3. Desarrollo de Soluciones: Recomendaciones: En la etapa de Desarrollo de Soluciones, existen dos sub-etapas que son consecutivas y estrechamente relacionadas: Identificación de las ineficiencias energéticas y la Descripción de oportunidades de mejora para el Proceso Productivo del centro de cultivo Guanaco de TRUSAL S.A. Dichas recomendaciones se encontrarán basadas en los siguientes estudios: Programa de Eficiencia Energética del Consejo Nacional de Energía. Ministerio de Economía de la República de El Salvador Banco Interamericano de Desarrollo, para la identificación de ineficiencias y mejoras, mientras que, para la implementación de un plan de buenas prácticas se utilizará el Manual de eficiencia energética en la industria de alimentos elaborados de la 32

Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AC hee) y la Asociación de Empresas de Alimentos de Chile, Chilealimentos A.G. a) Identificación de las ineficiencias energéticas: La identificación de ineficiencias energéticas se basó en los resultados expuestos en análisis de resultados, análisis de los datos obtenidos por Inspección en terreno. De acuerdo a lo anterior, la identificación de las ineficiencias contempló la integración del Programa de Eficiencia Energética del Consejo Nacional de Energía. Ministerio de Economía de la República de El Salvador Banco Interamericano de Desarrollo, y la participación de expertos en la materia para apoyar en temas de carácter técnico. b) Descripción de oportunidades de mejora y recomendaciones energéticas para la planta: Una vez determinadas las causas que generan ineficiencia, se elaboran oportunidades de mejora atribuible a los problemas detectados clasificándose según su orden de significancia para el proceso productivo. Para tales efectos se contó con el Manual de eficiencia energética en la industria de alimentos elaborados de la Agencia Chilena de Eficiencia Energética (AC hee) y la Asociación de Empresas de Alimentos de Chile, Chilealimentos A.G, considerando además la participación de técnicos y expertos solicitados en el análisis de los resultados. 33

4.4. Toma de decisiones: A partir de la información generada a través del estudio aplicado a los diversos sistemas, la empresa podrá generar criterios con base bibliográfica y empírica que permitan generar decisiones adecuadas tanto para el sistema en estudio como para otras instalaciones de la empresa. 34

5. RESULTADOS. 5.1. Análisis energético. 5.1.1. Descripción del consumo y el tipo de energía eléctrica instalada en centro Guanaco Trusal S.A. La energía eléctrica utilizada por la empresa es suministrada por la empresa CGE DISTRIBUCIÓN, la cual desarrolla la actividad de distribución de energía eléctrica en la zona sur de la Región Metropolitana y en las regiones VI, VII, VIII y IX del país. En conformidad a lo dispuesto en la Ley Eléctrica vigente en Chile, las tarifas de distribución para los clientes finales son fijadas cada cuatro años por el Ministerio de Economía. Esta fijación se realiza en base a estudios encargados a consultores expertos, tanto por las empresas como por la Comisión Nacional de Energía (CNE), que es el organismo regulador del sector energético chileno. Las fórmulas tarifarias quedan establecidas a través de un Decreto del Ministerio de Economía, en el cual se incluyen las diversas modalidades de tarifas reguladas a las que pueden optar libremente los clientes La tarifa eléctrica a la cual la empresa está suscrita, corresponde a la AT- 3. En esta tarifa se separan los cobros por energía y potencia. Tanto la energía como la potencia demandada son medidas a través de un medidor 35

con registrador de demanda máxima. La tarifa AT corresponde a suministro de voltaje de Alta Tensión (Sobre 400 volts). La tarifa está compuesta por los siguientes cargos: a) CARGO FIJO MENSUAL: Este cargo cubre costos tales como lectura, facturación, reparto y cobranza de las boletas, que no tienen relación con el consumo. Este cargo se aplica incluso si el consumo es nulo. b) CARGO POR ENERGÍA: Se obtiene multiplicando los kwh registrados en el medidor durante el período de facturación por el precio unitario de la energía. c) CARGO POR DEMANDA MÁXIMA: Se calcula multiplicando la demanda máxima de facturación por el precio unitario correspondiente. Se considera demanda máxima de facturación del mes, la más alta que resulte de comparar la demanda máxima leída en el mes con el promedio de las dos más altas demandas registradas en aquellos meses que contengan horas de punta dentro de los últimos 12 meses, incluido el mes que se factura. d) CONSUMO PRESENTE EN PUNTA : El precio unitario del cargo por potencia varía su valor según su grado de utilización en horas de punta. Se entiende que la demanda leída está siendo usada manifiestamente durante las horas de punta cuando el cociente entre la 36

demanda media del cliente en horas de punta y la potencia contratada es igual o superior a 0,5. e) CONSUMO PARCIALMENTE PRESENTE EN PUNTA : Cuando la potencia contratada es usada parcialmente durante las horas de punta del sistema eléctrico, independiente si dicha potencia es o no utilizada en el resto de las horas del año, y se le aplica el precio unitario correspondiente. Se entiende que la potencia contratada está siendo usada parcialmente durante las horas de punta cuando el cociente entre la demanda media del cliente en dichas horas de punta y su potencia contratada, es inferior a 0,5. f) AJUSTE DE SENCILLO: El ajuste sencillo corresponde a una rebaja transitoria incluida en la boleta actual, identificada con la leyenda Menos ajuste sencillo, cuya finalidad es facilitar el pago en efectivo en caja y evitar errores en el vuelto hacia el cliente. Este ajuste se realiza siempre a favor del cliente y es utilizado para llevar el total a pagar a un monto redondeado de $100. El monto rebajado se agrega al total facturado en la siguiente boleta mediante un cargo identificado con la leyenda Ajuste sencillo anterior. 37

cultivo. 5.2. Valores y tendencias del consumo energético en el centro de Según lo que la metodología describe en la norma AS/NZS 3598:2000, se consideran al menos 24 meses de estudio para el análisis de la energía suministrada en el lugar de estudio. Sin embargo la empresa Trusal S.A no dispone de la totalidad de los datos solicitados, por lo que el estudio ha considerado solo 10 meses de evaluación, los cuales abarcan desde agosto del 2011 hasta mayo del 2012. Las facturas de este periodo constan de los ítems ya mencionados en el punto 1.2 anterior y cuyo resumen con valores históricos se muestran en la tabla 4. Tabla 4. Valores históricos de consumo eléctrico en centro Guanaco Trusal S.A. período agosto 2011-mayo 2012. Valores históricos cuenta eléctrica centro Guanaco Trusal S.A 2011-2012 Detalle cuenta Valores en pesos chilenos Cargo fijo $ 15.504 Energía total demandada $ 80.958.272 Demanda presente en punta (pp) $ 21.300.458 Cargo unico sistema troncal $ 1.344.714 Reliquidaciones art. 171 DFL 4/2006 cuotas + OC 6656 cuotas $ 869.324 Pagos fuera plazos + ajustes de sencillo e intereses por mora $ 887.217 Recargo mal factor potencia $ - Compensaciones y otros descuentos $ 1.293.288 Total $ 105.375.489 a. De la tabla 4 se extrae que: El consumo energético del centro de cultivo es de $80.958.272, lo cual representa el 77% de los costos totales del periodo Agosto 2011-Mayo 2012 38

(ver figura 13). Junto con lo anterior el ítem que lo sigue es la demanda presente en punta con un 20% del total de los cobros de facturación. Cabe destacar que dentro de estos ítems abordados por las facturas no se encuentra el factor potencia el cual corresponde a la relación entre la potencia activa y la potencia aparente del sistema eléctrico, expresado en centésimas (0,70, 0,80, 0,90, etc.), y representa el porcentaje que se aprovecha de la energía que proporciona la compañía suministradora de electricidad, por tal razón cuando el Factor de potencia es bajo se penaliza. Si no se encuentra dentro de las facturaciones quiere decir que el centro de cultivo mantiene controlada esta variable. 39

Valores históricos cuenta eléctrica centro Guanaco Trusal S.A 2011-2012 1% 1% 1% 0% 20% Cargo fijo Energía total demandada Demanda presente en punta (pp) Cargo unico sistema troncal 77% Reliquidaciones art. 171 DFL 4/2006 cuotas + OC 6656 cuotas Pagos fuera plazos + ajustes de sencillo e intereses por mora Figura 13. Gráfico de consumo histórico periodo agosto 2011-mayo 2012 40

cultivo. 5.3. Diagrama de flujos para cada etapa de proceso en centro de Para entender en primer lugar, los procesos de cultivo que ocurren dentro del centro Guanaco Trusal S.A. es necesario saber cuáles son las etapas del cultivo que presenta este centro y así poder analizar y evaluar los equipos eléctricos que utiliza para su producción (Fig. 14). Figura 14. Diagrama de flujo de las etapas de cultivo que abarca el centro Guanaco. Observándose que corresponde al eslabón primario dentro de la cadena productiva del salmón. Fuente: Elaboración propia. 41

a. Sala de incubación Corresponde a la etapa inicial del proceso de cultivo de salmónidos, donde son ingresadas las ovas ya fertilizadas (ovas ojo) provenientes de otros centros de cultivo, con el fin de incorporar las unidades térmicas necesarias para la eclosión de las ovas y su posterior desarrollo como alevines con saco vitelino (Fig.15). Esta sala cuenta con: 144 bateas distribuidas en 12 atriles de 6 batea cada uno. Cada batea contiene 6 bandejas para la siembra de ovas. La capacidad aproximada de cada bandeja es de ½ litro de ovas. La producción máxima para esta sala bordea los 7.000.000 de ovas. Se emplea un sistema de recirculación con un 15-20% de recambio de agua diario. Este sistema funciona a través del uso de 2 unidades de Chillers, cada uno con un sistema de filtración (anillos) y bomba recirculatoria. Desinfección UV, otorgada por 4 unidades de desinfección (2 por cada Chiller). El agua suministrada es además intervenida por un sistema LHO (sistema de oxigenación tipo raceways que opera desde una altura determinada, en la cual el agua de inyecta de oxígeno por acción de la gravedad) (1 pagoda) que ayuda a oxigenar el agua proporcionada por el canal. 42

Iluminación proporcionada a través de 7 equipos fluorescentes dentro de la sala de incubación (usada solo para maniobras pertinentes). Sin embargo existen 6 equipos electrógenos fluorescentes adicionales en sala aledaña a la de incubación (sala donde se ubica el equipo de Chillers y recirculación de la misma). 43

5.3.1. Diagrama de procesos Sala de Incubación. Figura 15. Diagrama de flujo de los procesos energéticos de la Sala de Incubación, Guanaco, Trusal S.A. Fuente: Elaboración propia. *El tiempo de operación de este proceso se encontrará sujeto al tipo de ova a incubar (salmón Coho, Trucha o Salar) y a las temperaturas aplicadas, si se desea acelerar o ralentizar el proceso de incubación. 44

b. Sala primera alimentación. En esta sala ocurre la primera etapa de alimentación de los alevines una vez que ya han consumido su saco vitelino y se han convertido en nadadores competentes, capaces de alimentarse por sí mismos a través de alimento granulado pelletizado (Fig. 16). Los alevines permanecen en esta sala hasta que tengan aproximadamente 1 gr de peso, para posteriormente ser trasladados a las salas de alevinaje. Esta sala cuenta con: 24 estanques circulares de cultivo. La capacidad de agua es de 20 m 3 cada uno. Alimentación a través de alimentadores automáticos instalados en cada estanque: ARVO TEC y reforzados a través de alimentación manual si el caso es requerido. Iluminación a través de 24 equipos fluorescentes. Suministro de agua proporcionado a través de agua de canal y pozo n 2, la cual es intervenida a través de sistema LHO para la incorporación de oxígeno (pagodas, 2 unidades). Control de oxigenación a través de sensores en cada estanque y válvulas selenoides que permiten el corte o traspaso de oxígeno si sus niveles se encuentran bajo rangos críticos (control PLC). Oxigenación de emergencia proporcionada a través de difusores cerámicos (3 unidades por estanque). Control de temperatura del agua por medio de un chiller, con 45

sistema de desinfección UV incorporado. La producción de peces para cada estanque es de 45.000 unidades aprox. por estanque. 46

5.3.2. Diagrama de flujo procesos Sala de Primera Alimentación. Figura 16. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Primera Alimentación, Guanaco, Trusal S.A. Fuente: Elaboración propia. *El tiempo de operación de este proceso, se encontrará sujeto al ingreso de peces, las temperaturas que se apliquen, las condiciones sanitarias y de alimentación. 47

c. Sala alevinaje I y II La fase de la producción del centro de cultivo culmina en esta sala, puesto que los alevines permanecen en esta sala hasta que consiguen el peso necesario y requerido por la empresa (tamaño de traslado 25-30 gr, aprox.). Una vez conseguido el peso requerido los alevines son traslados a otros centros donde continuarán su desarrollo (proceso de smoltificación y engorda). La sala de alevinaje I (Fig. 17) cuenta con: 16 estanques circulares de 11 m de diámetro cada uno, con 95 m 3 utilizables. Cada estanque cuenta con un sistema de oxigenación a través de conos, además de un sistema de emergencia controlado a través de sensores de oxigeno y válvulas selenoides que otorgan oxígeno de emergencia por medio de mangueras porosas, en el caso que así lo requiera. El suministro de agua proviene de canal y pozo n 2 con temperatura constante 16 C. Iluminación sustentada a través de 16 ampolletas de halurometal. Alimentación automatizada a través del sistema Feedstation de OCEA. Capacidad de producción peces: 100.000 unidades aprox. por estanque. 48

La sala de alevinaje II (Fig. 18) cuenta con: 12 estanques circulares de 11 m de diámetro cada uno, con 95 m 3 utilizables. El suministro de agua para esta sala proviene de los tres pozos con los que cuenta el centro. Esta agua es intervenida en un sistema de pagodas (2 unidades) o LHO para la incorporación de oxígeno a través del rompimiento de las partículas del agua a través de superficies perforadas. Posee un sistema de control de oxígeno, con sensores que permiten monitorear la saturación del oxígeno y válvulas selenoides para cada estanque que permiten la activación del oxígeno de emergencia a través de mangueras porosas, si así es requerido. Iluminación a través de 12 ampolletas de halurometal. Alimentación automatizada a través del sistema Feedstation OCEA. Capacidad de producción peces: 100.000 unidades aprox. por estanque 49

5.3.3. Diagrama de flujo de procesos Sala Alevinaje I. Figura 17. Diagrama de flujo de procesos energéticos Sala de Alevinaje I, Guanaco, Trusal S.A. Fuente: Elaboración propia. *El tiempo de operación de este proceso, se encontrará sujeto al ingreso de peces, las temperaturas aplicadas, las condiciones sanitarias y de alimentación. 50

5.3.4. Diagrama de flujo procesos Sala Alevinaje II. Figura 18. Diagrama de flujo de procesos energéticos en Sala de Alevinaje II. Guanaco, Trusal S.A. Fuente: Elaboración propia. *El tiempo de operación de este proceso, se encontrará sujeto al ingreso de peces, las temperaturas que se apliquen, las condiciones sanitarias y de alimentación. 51

5.4. Detalles de producción en Guanaco, Trusal S.A. La producción de alevines dentro del centro de cultivo se encuentra dado por grupos o batch de peces. Esto se designa por números o códigos según su especie y fecha de entrada al centro. De esta forma se van organizando los inputs y outputs de peces. Las siguientes tablas muestran en detalle la producción de peces por grupos dentro del período estudiado. Tabla 5. Producción de grupo de peces durante el periodo agosto-diciembre 2011. Detalle de la biomasa producida por cada grupo y su tiempo de producción, consumo energético mensual y sus respectivos costos. Fuente: Elaboración propia a través de información otorgada por la empresa 52

La tabla 5, ordena los grupos de peces que se produjeron en el período de Agosto-Diciembre del 2011. La mayor producción de kg de peces es en el mes de noviembre, con 80.165 kg. y con una demanda energética de 229.725 kwh, los valores más altos del período 2011. Sin embargo se visualiza el menor valor de kwh por kilogramo de pez producido mensualmente 2,87 kwh/kg de pez. Tabla 6. Producción de grupo de peces durante el periodo enero-mayo 2012. Detalle de la biomasa producida por cada grupo y su tiempo de producción, consumo energético mensual y sus respectivos costos. Fuente: Elaboración propia a través de información otorgada por la empresa La tabla 6, ordena los grupos de peces que se produjeron en el período de Enero-Mayo del 2012. La mayor producción de kg de peces es en el mes de Marzo, con 59.970 kg. y con una demanda energética de 171.450 kwh. Estos valores suponen un mejor uso de la energía, puesto que los otros meses de estudio tienen menos producción de kg de peces y mayor consumo energético (Abril-Mayo). Sin 53

embargo estos antecedentes son analizados mas adelante con la ayuda de diagramas que permiten visualizar hacia donde se direcciona el uso energético que explicaría las posibles pérdidas de energía. En lo que respecta a valores de kwh por kilogramo de pez demandado, el mes de Marzo es el más eficiente puesto que se visualiza el menor valor de kwh por kilogramo de pez producido mensualmente 2,86 kwh/kg de pez, en comparación a los otros meses estudiados dentro del período 2012. 5.5. Consumo energético y producción en el tiempo. El consumo energético asociado a la producción se encuentra representado como kwh, mientras que la biomasa producida se encuentra en toneladas mensuales. Esta información se encuentra graficada en la figura 19, en donde se observa que existen 5 meses dentro del período estudiado que poseen un equilibrio entre las variables (Agosto-Noviembre-Diciembre 2011 y Febrero-Marzo 2012): producción de biomasa y consumo energético, puesto que su relación es directamente proporcional, transformandolas en posibles variables de control para el uso eléctrico de las instalaciones. Esta probabilidad se estudia mas adelante en el transcurso de los diversos estudios aplicados para la correcta aplicación del uso energético en los procesos productivos. 54

Ton. Biomasa producidas kwh consumo energético 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 250000 200000 150000 100000 50000 0 Biomasa toneladas Consumo kwh Figura 19. Biomasa producida agosto 2011-mayo 2012 v/s el consumo energético del período. Los meses de produccón que responden a posibles variables de control y eficiencia son: Para el año 2011, Agosto, Noviembre y Diciembre. Para el año 2012, Febrero, Marzo. Para ello, cuando se realice el análisis de posibles indicadores energeticos de producción se hará un estudio, de cuales de estas variables aquí obtenidas pueden significar mayor rentabilidad a la empresa. Los meses que no responden como posibles variables de control o como posibles indicadores de eficiencia energética dentro del periodo estudiado corresponde a los meses siguientes: Para el año 2011, Septiembre, Octubre. Para el año 2012, Enero, Abril, Mayo. 55

Lo anterior se debe a que las variables estudiadas poseen un comportamiento inversamente proporcional entre ellas, lo que se escapa de la lógica de: mayor producción, mayor consumo energético y viceversa. Esto demuestra que la energía consumida se encuentra directamente relacionada con la producción obtenida mensualmente. Sin embargo, estas situaciones donde existe una baja productividad con un alto consumo energético, probablemente esta situación puede estar evidenciando posibles fugas de energía, mala manipulación o mala mantención de los equipos relacionados o actividades extracurriculares que no tengan relación a la producción neta pero que si forma parte indirectamente. Estas actividades pueden ser: consumo energético de casa de asistentes, oficina, casino. Para verificar estas posibilidades se ha planteado un diagrama de Ishikawa que demuestre con una lluvia de ideas cuales pueden ser los posibles factores que afecten a este desajuste. 56

Figura 20. Diagrama de Ishikawa para deficiencia energética dentro del centro de cultivo originada por 3 categorías. Fuente: Elaboración propia por medio del software Edrawmax. Justificación de los posibles factores o categorías de ineficiencia energética Equipos eléctricos: Sobredimensionar los equipos puede generar una sobredemanda innecesaria de energía de la que realmente se necesita. Por ello se consume más energía de la necesaria para operar los equipos generando mayor consumo obteniéndose un mayor costo para la empresa. También se genera ineficiencia de los equipos según antigüedad de éste, dado por motivos de tecnología; los equipos más eficientes en consumo son los más recientes. Las fallas eléctricas reiteradas en equipos crean 57

ineficiencia, ya que fuerzan a sus sistemas de alimentación a requerir mayor consumo para funcionar. Otro factor es mantener los equipos en funcionamiento cuando no se está produciendo realmente en el centro. Esta causa se relaciona con la capacitación del personal operante de los equipos eléctricos. Mano de Obra: La falta de capacitación al capital humano genera ineficiencia en el consumo de energía eléctrica, ya que ante el desconocimiento de los equipos y usos de la energía utilizada en el consumo de energía eléctrica, el personal no está estandarizado en la utilización de las máquinas eléctricas, elevando el consumo por parte de los equipos. Métodos: Respecto a esta categoría, se observa que las causas generadoras de ineficiencia son respecto a que no se realizan los mantenimientos preventivos de los equipos, no existe un control periódico de los consumos energéticos ni un parámetro donde se compare lo real con metas energéticas propuestas por la empresa. Mas adelante se aplica nuevamente un diagrama de Ishikawa y de Pareto con la finalidad de recabar mas finamente las posibles causas que pueden estar incidiendo en la alta demanda de consumo energético para bajas producciones. 58

Consumo kwh mensual Costos en peso chileno por consumo eléc. mensual 5.6. Costos asociados al consumo energético. A continuación se presentan los costos, en peso chileno, que están asociados al período de estudio y sus respectivos consumos eléctricos en kwh. 250000 200000 150000 100000 50000 0 Consumo energético vs. Costos 14.000.000 12.000.000 10.000.000 8.000.000 6.000.000 4.000.000 2.000.000 - Consumo kwh Costos (peso chileno) consumo eléctrico mensual Figura 21. Gráfico de consumo energético y los costos asociados al período. La figura 21 indica que los valores tanto de consumo eléctrico y los costos asociados al período poseen comportamientos directamente proporcionales en la generalidad del período. Sin embargo, los tres ultimos meses (Marzo, Abril, Mayo del 2012) tienen una leve desproporción en lo que se refiere a los costos, esta situación se debe a que en esta temporada existe una baja relativa de los costos (kwh), a continuación esta aseveración se corrobora con el siguiente analisis de costos durante el período de estudio (Fig. 22-23). 59

5.6.1. Análisis de costos mensuales kwh. Centro Guanaco, Trusal S.A. Figura 22. Detalle costos (peso chileno) por kwh mensual para el año 2011. Figura 23. Detalle costos (peso chileno) por kwh mensual para el año 2012. La información expuesta en las figuras 22 y 23, han sido obtenidas de los análisis de las facturas de cobros eléctricos del centro. Cabe destacar que estos valores se encuentran excentos de impuestos y otros intereses que se incorporan en la facturación, por lo tanto es el valor neto de kwh de cada mes. Con esta información se comprueba que para los meses de Marzo, Abril y Mayo del 2012 el valor kwh es relativamente mas barato que para el resto de 60

los meses analizados, lo que demuestra la leve desproporción de los datos graficados para consumo energético y costos asociados. 5.7. Análisis de gráficas de dispersión y correlación de las variables y regresión. 5.7.1. Consumo energético y producción de biomasa. Figura 24. Detalle producción de biomasa en toneladas mensuales vs. el consumo energético en kwh mensuales. En la figura 24, la nube de datos posee una línea de tendencia que mejor se ajusta a la distribución de los datos: Potencial, con esto se ha obtenido la siguiente ecuación y el valor R cuadrado: 61

A través de esta ecuación o análisis de regresión es posible ampliar el significado de línea de tendencia a la cual se han ajustado los datos, es decir permitirá predecir valor futuros de consumo energético por cada producción a través de una fórmula del tipo potencial. En cuanto al valor arrojado para R 2, 0,778, es el valor más cercano a 1 que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de tendencias. La fiabilidad del ajuste de tendencias para la ecuación de la curva se encuentra dada por un 88%. 5.7.2. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r). El valor dado para la correlación de Pearson es de: 0,67, lo cual indica una relación entre las variables buena. 62

5.8. Consumo energético y producción de biomasa por grupo de peces. Figura 25. Detalle producción de biomasa y consumo energético (kwh) mensuales por grupo de peces obtenidos en Centro. En la figura 25 presenta una nube de datos que responde a una línea de tendencia que mejor se ajusta a la distribución de los datos: Potencial, con esto se ha obtenido la siguiente ecuación y el valor R cuadrado: A través de esta ecuación o análisis de regresión es posible ampliar el significado de línea de tendencia a la cual se han ajustado los datos, es decir permitirá predecir valor futuros de consumo energético por cada producción a través de una fórmula del tipo potencial. 63

En cuanto al valor arrojado para R 2, 0,921, es el valor más cercano a 1 que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de tendencias, lo cual vislumbra una dependencia de las variables casi de perfecta (cercano a 1). La fiabilidad del ajuste de tendencias para la ecuación de la curva se encuentra dada por 96%. Con la finalidad de corroborar los datos se ha hecho un análisis de regresión a través del programa STATISTICA 7, para las variables consumo energético y producción de biomasa por grupos de peces. El análisis arrojó lo siguiente: Figura 26. Análisis de regresión para la variable de biomasa producida por grupo de peces con aplicación de programa STATISTICA 7. El análisis de regresión es estadísticamente significativo con un valor de p < 0.05, para las variables asignadas, por lo que existe una relación estadísticamente comprobada entre ellas. Sin embargo, en la nube de datos se pueden observar 2 datos (correspondiente a dos grupos de peces) que escapan de la eficiencia energética planteada. El primer dato corresponde al grupo (02-01-020 Trucha importada aquasearch TH/2012/13-14) con una producción de biomasa de 19.037 kg con una demanda energética de 169.231 kwh, mientras que el segundo dato corresponde al grupo (01-02-103 Coho Nacional Invertec/2011/12-13) con una producción de biomasa de 79.138 kg, 64

con una demanda eléctrica de 385.050 kwh. Esta producción ineficiente en cuanto a energía obviamente se ve reflejada de forma mensual, por lo que el análisis de mejora para que estas situaciones de producción de batch no se vuelvan a repetir, serán propuestas a nivel de producción mensual, lo cual corregirá la ineficiencia dentro de los grupos. 5.8.1. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r). Figura 27. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por grupo y su demanda energética con la aplicación del programa STATISTICA 7. El valor dado para la correlación de Pearson es de: 0,90, lo cual indica una relación estadísticamente significativa entre las variables estudiadas. 65

5.9. Consumo energético y costos asociados al consumo. Figura 28. Detalle gráfico de dispersión para las variables de consumo energético y sus costos en peso chileno. La figura 28 presenta una nube de datos que responde a una línea de tendencia que mejor se ajusta a la distribución de los datos: Potencial, con esto se ha obtenido la siguiente ecuación de regresión y el valor R cuadrado: A través de esta ecuación o análisis de regresión es posible ampliar el significado de línea de tendencia a la cual se han ajustado los datos, es decir permitirá predecir valor futuros de consumo energético por cada producción a través de una fórmula del tipo potencial. 66

En cuanto al valor arrojado para R 2, 0,988, es el valor más cercano a 1 que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de tendencias, lo cual vislumbra una dependencia de las variables casi de perfecta (cercano a 1). La fiabilidad del ajuste de tendencias para la ecuación de la curva se encuentra dada por un 99%. 5.9.1. Análisis de correlación, coeficiente de Pearson (r). Figura 29. Análisis de correlación para las variables de biomasa producida por grupo y sus costos energéticos asociados a través de la aplicación del programa STATISTICA 7. El valor dado para la correlación de Pearson es de: 0,65, lo cual indica una relación débil entre ambas variables. Finalmente los análisis de correlación y regresión de las variables demuestran que existe una relación estadísticamente significativa entre la biomasa mensual y su demanda energética y costos asociados. 67

5.10. Índices de consumo energético producción (KPI, Key Performance Indicator). Tabla 7. Indicadores de producción y consumo energético durante el período Agosto 2011- Mayo 2012. De la tabla 7 se concluye que en los meses con mayor producción de peces: Noviembre-Diciembre 2011, el consumo energético ha sido directamente proporcional con la producción, generando así, indicadores de costo y de consumo que abarcan solo un 16% del total de los indicadores. Este mismo fenómeno ocurre con los meses: Febrero-Marzo 2012, con un 15%. Junto con lo anterior se puede establecer estos valores como índices de control o variables de eficiencia en cuanto al consumo energético, puesto que cumplen con los estándares establecidos como variables eficientes: proporcionalidad entre la producción y su demanda eléctrica, o bien, una mayor producción de biomasa con un consumo energético bajo. 68

Tabla 8. Detalle índices de producción y eficiencia energética para los meses que cumplen con los estándares de eficiencia energética. Meses Biomasa kg Consumo kwh Costos US$/kWh Índice EE (kwh)/kg %Índice EE (kwh)/kg Índice Costo US$/kg %Índice Costo US$/kg nov-11 80.165 229.725 26.517,62 2,87 24,6 0,33 26,2 dic-11 55.344 162.450 18.751,93 2,94 25,2 0,34 26,9 feb-12 35.256 105.300 11.350,50 2,99 25,6 0,32 25,4 mar-12 59.970 171.450 16.156,42 2,86 24,5 0,27 21,4 Con esta información se podrá posteriormente establecer estándares de eficiencia para la producción en cuanto a la demanda energética y así poder generar un control de estas variables. A continuación se presentan las gráficas que detallan con más claridad los resultados de las tablas ya expuestas. 69

5.10.1. Análisis gráficos de barras para Índice de eficiencia energética. Figura 30. Índice de eficiencia energética mensual durante el periodo Agosto 2011-Mayo 2012 (kwh)/ kg biomasa producida durante el período. 5.10.2. Análisis gráficos de barras para Índice de costos US$ asociado al consumo energético. 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Índice costo US$ consumo energético índice costo US consumo EE/Kg Figura 31. Índice de costos (US$) asociados al consumo energético por concepto de producción mensual durante el periodo agosto 2011-mayo 2012 (kwh) (US$)/ kg biomasa producida durante el período. 70

Las figuras 30 y 31 muestran el comportamiento de los índices de consumo energético y de costos, evidenciando que para los primeros meses de estudio: Agosto-Septiembre del 2011 son meses de baja producción con una alta demanda en consumo energético, para una mejor proyección y análisis de esta información es necesario la aplicación de diagramas de dispersión. 5.11. Análisis gráfico de dispersión Índice de consumo y producción. Figura 32. Índice de consumo energético mensual durante el periodo Agosto 2011-Mayo 2012 (kwh)/ kg biomasa producida durante el período. Ordenado los datos de mayor a menor producción para visualizar el comportamiento de este posible indicador de consumo. La figura 32 corresponde a una especie de hipérbola equilátera, con asíntota en el eje x, en que se observa la influencia del nivel de producción sobre el índice de consumo. 71

La curva anterior muestra como el índice de consumo aumenta al disminuir el nivel de la producción realizada. En la medida que la producción se reduce debe disminuir el consumo total de energía, pero el gasto energético por biomasa aumenta. Además se puede visualizar que existen dos puntos dentro del gráfico donde comienza a elevarse significativamente el índice de consumo para bajas producciones. Estos puntos se pueden denominar como puntos críticos. Producciones por encima de los puntos críticos no cambian significativamente el índice de consumo; sin embargo, por debajo del punto crítico éste se incrementa rápidamente (ver figura 32). Por consiguiente se obtiene el valor de R cuadrado para las variables de consumo energético por concepto de producción: *La fiabilidad de este ajuste de curva se encuentra dada por un 94%. Tabla 9. Detalle de índice de consumo para la producción obtenida durante el período de estudio ordenado de menor a mayor producción. Datos destacado en negrita para quienes responden como puntos críticos con altos índices de consumo y producción baja. Mes Biomasa kg Consumo kwh Índice de consumo kwh % Índice de consumo kwh ago-11 718,3 12.488 17,39 22,7 sep-11 8.431,90 167.513 19,87 25,9 oct-11 30.225 156.825 9,97 13,0 nov-11 80.165 229.725 2,87 3,7 dic-11 55.344 162.450 2,94 3,8 ene-12 30.746,00 124.875 4,06 5,3 72

feb-12 35.256,80 105.300 2,99 3,9 mar-12 59.970 171.450 2,86 3,7 abr-12 54.662 205.763 3,76 4,9 may-12 18.531,10 184.725 9,97 13,0 Según esta tabla se puede establecer como puntos críticos las dos primeras producciones correspondientes a los meses de Agosto y Septiembre del 2011 (datos destacados) con índices de consumo que abarcan casi el 50% del total. Puntos críticos de consumo energético: Agosto 2011 17,39 representa el 22% del total índice de consumo obtenidos en el período. Septiembre 2011 19,89 representa el 25% del total índice de consumo obtenidos en el período. 73

5.11.1. Análisis gráfico de dispersión Índice de costos asociado a la producción (costos US$/kWh mensuales para producción (kg). Figura 33. Índice de costos energético mensual para el periodo agosto 2011-mayo 2012. US$(kWh)/ kg biomasa producida. Ordenado los datos de mayor a menor producción para visualizar el comportamiento de los indicadores. Al igual que el gráfico de índice de consumo energético anterior, se observa que al aumentar la productividad, existe una tendencia a la baja por parte del indicador, existiendo así, una relación inversa entre ambas variables. Sin embargo a medida que disminuye la producción, la demanda de energía eléctrica debiera disminuir y por ende los costos asociados a esta. Pero como ocurre en la situación anterior, el gasto energético por unidades o kg producidos aumenta generando este escenario. A continuación el valor de R cuadrado para las variables de costo energético por concepto de producción. 74

En cuanto al valor arrojado para R 2, 0,883, es el valor más cercano a 1 que se ha podido establecer mediante la aplicación de diversas líneas de tendencias, lo cual vislumbra una dependencia de las variables casi de perfecta (cercano a 1). La fiabilidad del ajuste de la curva se encuentra dada por un 94%. 5.12. Posibilidades de mejora en rentabilidad, propuesta de indicadores energéticos. Con la finalidad de poder visualizar posibles mejoras si se considera la implementación de índices energéticos dentro de la producción, se ha creado un escenario hipotético que simula la implementación del mejor índice energético encontrado dentro del análisis Agosto 2011-Mayo 2012. Mejor índice energético 2,87. Correspondiente al mes de Noviembre del 2011. Biomasa producida: 80.165 kg Consumo energético demandado: 229.725 kwh. 5.12.1. Escenario de implementación. Tabla 10. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el mes de agosto del 2011. Estado Mes Biomasa kg Consumo kwh Costo pesos Real Agosto 2011 718.3 12.488 721.681 Hipotético Agosto 2011 718.3 2.061 119.105 75

El ahorro que puede generar el escenario hipotético es de 10.427 kwh, correspondiente a $602.576 (Tabla 10). Tabla 11. Escenario de implementación del mejor índice obtenido (2.87) para el mes de septiembre del 2011. Estado Mes Biomasa kg. Consumo kwh Costo pesos Real Septiembre 8.431 167.513 13.259.727 Hipotético Septiembre 8.431 24.196 1.396.469 El ahorro que puede generar el escenario hipotético es de 205.529 kwh, correspondiente a $11.863.133 (Tabla 11). Si se considera la corrección de solo esos dos meses, la empresa hubiera tenido un ahorro aproximado de $12.465.710 (Tabla 12). Sin embargo, si esta situación se aplica al período completo de análisis, el escenario sería el siguiente: Tabla 12. Aplicación de índice (2.87) para todo el período de estudio. Mes Biomasa kg Consumo kwh Costos $ Consumo kwh con corrección índice Costos $ con corrección índice Agosto 718,3 12.488 721.715 2.061,5 119.135,3 Septiembre 8.432 167.513 9.668.151 24.199,4 1.396.790,7 Octubre 30.225 156.825 9.051.312 86.745,8 5.006.964,7 Noviembre 80.165 229.725 13.258.809 230.073,6 13.279.845,3 Diciembre 55.344 162.450 9.375.964 158.837,5 9.168.098,9 Enero 30.746 124.875 6.730.263 88.241,0 4.756.191,0 Febrero 35.257 105.300 5.675.249 101.187,1 5.474.222,1 Marzo 59.970 171.450 8.078.209 172.113,9 8.110.007,0 Abril 54.662 205.763 9.694.912 156.879,9 7.392.182,8 Mayo 18.531 184.725 8.703.688 53.184,3 2.506.043,3 76

De la tabla 12 se extrae que: El total real demandado en kwh es de 1.521.114 kwh, correspondiente a $80.958.272. Mientras que en el caso hipotético la demanda de kwh corregida es de 1.073.524 kwh, correspondiente a $57.209.481 pesos. Por lo anterior se vislumbra un ahorro energético de 447.590 kwh, con un valor de $23.748.791, lo cual representa el 29% de los gastos totales por consumo energético durante el periodo. 77

5.13. Catastro de equipos. Para obtener un mejor análisis del consumo energético es imperante la necesidad de hacer un catastro de todos los equipos eléctricos utilizados en planta con finalidad productiva. En las siguientes tablas (13 y 14) se presenta una revisión completa de los equipos eléctricos usados en el centro. Tabla 13. Detalle de consumo kwh de equipos de prestación de servicio para las unidades productivas. De la Tabla 13 cabe destacar que: Los equipos de uso permanente son: Filtros rotatorios, bombas de pozo, sistema de alimentación automática, equipos de iluminación para salas de primera alimentación y alevinaje 1 y 2. 78

Tabla 14. Detalle de equipos de uso permanente para unidades productivas. Cabe señalar que todos los equipos son de uso permanente, cuando las unidades productivas se encuentran en operación. Tabla 15. Detalle consumo doméstico en centro. Finalmente en la Tabla 15 se observa que el uso energético doméstico, es aparentemente no significativo comparado a la energía solicitada para la producción neta. 79

En la figura 34 se detalla de manera porcentual el consumo energético expresado en kwh de cada uno de los equipos de uso permanente en centro Guanaco. En el ítem de equipos de servicio, el 82% del consumo energético corresponde a las bombas que extraen el agua de los pozos (3 unidades) y que trabajan permanentemente cuando las unidades de cultivo se encuentran operativas. Mientras que, el 11% del consumo energético corresponde al silo de mortalidad, el cual es operativo de forma permanente, para aplicar tratamiento químico a la mortalidad diaria del centro. Por otra parte, los equipos eléctricos que representan un bajo consumo dentro de este ítem son las bombas utilizadas para el funcionamiento de los filtros rotatorios (equipos utilizados para la remoción de sólidos de los efluentes) con un 7% de la demanda energética total del primer ítem. En tanto que los equipos con consumo poco significativo corresponden al rodiluvio, debido a su bajo consumo (0,37 kw) y la graduadora de peces (0,29 kw), quienes representan un 0% de la figura 34. Para el ítem 2, equipos de servicios II, se observa que el equipo que abarca el 51% de la demanda total es para el sistema de alimentación automática que opera en las salas de alevinaje 1 y 2. El cuanto a la iluminación de las salas de cultivo, el 21% de la demanda es abarcado por el sistema de iluminación de la sala de alevinaje 1, el 16% por la sala de alevinaje 2, el 10% por la sala de 1 alimentación y con solo un 3% del consumo, es sustentada la sala de incubación. Cabe destacar en este último que la iluminación está dada solo para operar las salas de chillers que posee esta unidad de cultivo y para efectuar maniobras de limpieza y desinfección 80

cuando la unidad de cultivo no se encuentra operativa, ya que, esta sala debe permanecer en completa oscuridad cuando es sembrada de ovas para su cultivo. Figura 34. Detalle del consumo porcentual del total de equipos de consumo permanente dentro del centro. 81

5.14. Gastos y ocurrencias de fallas, centro Guanaco. Para este ítem se ha requerido de una bitácora o apuntes de los gastos y fallas ocurridas en el centro con el fin de analizar las principales causas de inversión y/o reparación que haya incurrido la empresa y así visualizar donde existen posibles ineficiencias energéticas. En la tabla 16 se alude a los implementos o insumos requeridos por fallas (solicitudes de compra efectiva) o para mantención de los equipos que requieran de revisión. Mientras que en la tabla 17 se hace referencia a los servicios solicitados (personal externo) para la mantención y/o instalación de los ítems nombrados. Tabla 16. Detalle de mantención y reparación de equipos, además de requerimientos de algunos insumos para tal efecto. Período agosto 2011-mayo 2012. INSUMOS Mes Año Ítem Cantidad Cuenta Total octubre 2011 Sonda de oxígeno 12 Mantención de maquinarias 3.650.982 Oxigenación Marzo 2012 Regulador completo de 1 Repuestos y Oxígeno herramientas 28.571 Abril 2012 Sonda de oxígeno 6 Mantención de maquinarias 2.028.324 Septiembre 2011 Paneles filtrantes 28 Mantención de maquinarias 3.024.000 Desinfección Marzo 2012 Lámparas UV 20 Mantención de maquinarias 580.000 Marzo 2012 Gasket 20 Mantención de maquinarias 40.000 Marzo 2012 Camisas de Cuarzo 12 Mantención de maquinarias 4.176.000 Alimentación Abril 2012 Tarjeta Rele 1 Mantención de maquinarias 175.000 Abril 2012 BOMBONA DE 4 Mantención de REFRIGERANTE 11,3 Kg. maquinarias 308.000 Chillers Abril 2012 ACEITE 5W40 4 Mantención de maquinarias 34.000 82

Tabla 17. Detalle de requerimientos aprobados de servicios para instalación y mantención de los diferentes Ítems estudiados. SERVICIOS Mes Año Ítem Total $ Agosto 2011 Servicio mantención O2 140.000 Oxigenación Septiembre 2011 Servicio mantención O2 1.655.462 Noviembre 2011 Servicio mantención O2 Servicio certificador 120.000 Febrero 2012 Servicio mantención O2 1.884.320 Desinfección Septiembre 2011 Reparación paneles 1.680.000 Alimentación Noviembre 2011 Mantención alimentación 82.603 Febrero 2012 Instalación y mantención 1.398.000 Abril 2012 Instalación y mantención 1.248.000 Febrero 2012 Mantención Chiller 235.000 Chillers Febrero 2012 Mantención Chiller 235.000 Marzo 2012 Mantención Chiller 342.800 Marzo 2012 Mantención Chiller 798.360 Es necesario destacar que los ítems de mantención, instalación e inversión son los más frecuentes en cuanto a requerimientos energéticos durante el periodo de análisis. 83

Figura 35. Detalle de porcentajes de costos invertidos en insumos para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers. La figura 35, detalla los porcentajes que abarcan los costos asociados a las diferentes categorías energéticas de importancia dentro del centro. Con un 62% la categoría de oxigenación se posiciona como el mayor demandante de mantención y/o inversión y por ende es quien abarca mayores costos. Sin embargo, la categoría Chillers, es representada por el más bajo porcentaje: 0,2%, lo cual indica una inversión no significativa en comparación a las otras categorías estudiadas. Por otro lado, las categorías: Desinfección y alimentación representan un 34% y 3% respectivamente del total de los costos de inversión para insumos. 84

Figura 36. Detalle de porcentajes de costos invertidos en servicios de mantención para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers. La figura 36 representa los porcentajes que abarcan cada una de las categorías energéticas definidas como costos asociados a servicios de mantención. Como se observó anteriormente en la figura 35, la categoría que requirió mayor demanda de insumos, es también quién necesita de mayor cantidad de servicios de mantención, con un 38% de los costos totales de inversión en servicios de mantención para Oxigenación. A esto se suma la categoría de Alimentación con un 27%, Desinfección con 17% y finalmente se repite el último lugar para la categoría Chillers con un 16%. 85

Figura 37. Detalle de porcentajes de costos totales invertidos en servicios de mantención e insumos para diversas categorías energéticas de importancia dentro del centro, tales como: Oxigenación, Desinfección, Alimentación y Chillers. Finalmente la figura 37 resume los costos totales invertidos para insumos y servicios para las categorías energéticas definidas, por consiguiente, la categoría de Oxigenación abarca el 53% de las inversiones totales con un valor de $12.531.659, mientras que la categoría Desinfección obtiene el 27% del total, con un valor de $6.476.000. Por otro lado, las categorías que representan los más bajos costos de inversión son: Alimentación que obtiene un 13%, con un valor de $3.446.603 y la categoría Chillers con un porcentaje del 7% con un costo de inversión de $1.410.160. 86