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EFICIENCIA ENERGÉTICA EN ELSECTOR DEL METAL
[AIMME] 2008
Edita:
AIMME 2008
Autores:
Alicia Pérez Torres, Silvia Oyonarte Andrés,
Francisco Bosch Mossi, David Ortiz Azagra
Cofinancian:
Ministerio de Industria, Turismo y Comercio
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [3]
1. Introducción
2. Consumo de energía
2.1. Consumo de energía a nivel estatal, evolución y tendencias en el consumo
2.1.1. Consumo de energía primaria. Diversificación de las fuentes
2.1.2. Consumo de energía final
2.1.3. Tasa de intensidad de energía
2.1.4. Evolución prevista del consumo de energía
2.2. Sector metal- mecánico. Tipos de energía utilizada en el sector metal-mecánico
2.2.1. Características del sector metal-mecánico
2.2.2. Tipos de energía utilizada
3. Eficiencia energética. Diagnósticos energéticos
3.1. Diagnóstico energético
3.2. Cuestionario previo. Recogida de datos
3.3. Plan de mejoras tecnológicas en el sector metal-mecánico
3.3.1. Utilización de combustibles fósiles (gas-oil/gas natural) para el proceso de calentamiento
de baños sustituyendo las resistencias eléctricas
3.3.2. Sustitución del gasóleo C como combustible por gas natural en calderas y hornos de
secado
3.3.3. Utilización de energía solar como energía de apoyo al calentamiento de los baños y
otros procesos con demanda de calor a baja temperatura (<75ºC)
3.3.4. Estudio de instalación de rectificadores de última tecnología (IGBT) en los procesos
de recubrimiento por vía electroquímica
3.3.5. Uso de variadores de frecuencia en motores de equipos rotativos
3.3.6. Mejoras de iluminación: uso de lámparas de alto rendimiento y de sistemas automáticos
(temporizados o por fotocélula) de encendido y apagado de la iluminación
3.3.7. Compensación energía eléctrica reactiva
3.3.8. Estudio de cambio de tarifa eléctrica
3.3.9. Energía fotovoltaica en cubierta naves (inversión financiera)
3.3.10. Técnicas de Cogeneración
3.3.11. Aprovechamiento de calores residuales
3.3.12. Sistemas de generación de energía eléctrica mini-eólica
3.3.13. Implantación de un sistema de gestión para la mejora de la eficiencia energética.
Identificación de oportunidades de mejora de mantenimiento: aislamiento, mejoras
de control: on-off vs contínuo, etc.
3.4. Indicadores eficiencia energética
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4
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6
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35
ÍNDICE
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[4]
4. Oportunidades de mejora de eficiencia energética en el sector metal-mecánico
4.1. Mejoras relacionadas con los recursos energéticos empleados
4.1.1. Utilización de combustibles fósiles (gas-oil/gas natural) para el proceso de calentamiento
de baños sustituyendo las resistencias eléctricas
4.1.2. Sustitución del gasóleo C como combustible por gas natural en calderas y hornos de
secado
4.1.3. Utilización de energía solar como energía de apoyo al calentamiento de los baños y
otros procesos con demanda de calor a baja temperatura (<75 ºC)
4.2. Empleo de mejoras tecnológicas
4.2.1. Estudio de instalación de rectificadores de última tecnología (IGBT) en los procesos
de recubrimiento por vía electroquímica
4.2.2. Uso de variadores de frecuencia en motores de equipos rotativos
4.2.3. Mejoras de iluminación: Uso de lámparas de alto rendimiento y de sistemas automáticos
(temporizados o por fotocélula) de encendido y apagado de la iluminación
4.3. Alternativas energéticas. Empleo de energías renovables
4.3.1. Energía fotovoltaica en cubierta naves (inversión financiera)
4.3.2. Sistemas de generación de energía eléctrica mini-eólica
4.4. Eficiencia energética y ahorro
4.4.1. Compensación energía eléctrica reactiva
4.4.2. Estudio de cambio de tarifa eléctrica
4.4.3. Técnicas de Cogeneración
4.4.4. Aprovechamiento de calores residuales
4.5. Implantación de sistemas de gestión de eficiencia energética
4.5.1. Implantación de un sistema de gestión para la mejora de la eficiencia energética.
Identificación de oportunidades de mejora de mantenimiento: aislamiento, mejoras de
control: on-off vs contínuo, etc.
5. Buenas prácticas para mejorar la eficiencia energética. Ahorros en energía eléctrica
5.1. Sistema de iluminación
5.2. Motores eléctricos
5.3. Transformadores
5.4. Sistemas de bombeo
5.5. Sistemas de refrigeración y climatización
5.6. Instalaciones eléctricas
5.7. Compensación de energía reactiva
6. Legislación
7. Glosario de energía
8. Bibliografía. Direcciones de interés
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48
51
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [5]
1. Introducción
El presente estudio se ha elaborado en el
marco del proyecto ECOEFICIENCIA EN LA
INDUSTRIA con el objetivo de conducir a las
empresas del sector metal-mecánico hacia
un proceso productivo ECOEFICIENTE. El
proyecto está cofinanciado al 50% por el
Ministerio de Industria, Turismo y Comercio a
través del programa de Apoyo a la Innovación
de las Pequeñas y Medianas Empresas
(InnoEmpresa), según el acuerdo de subvención
SUP-040100-2007-34. El proyecto se inició en
abril de 2007 y tiene una duración de 18 meses
y un presupuesto total de 178.000 €.
El proyecto pretende transmitir a las empresas
del sector, especialmente a las PYMES,
las posibilidades de mejora tecnológica,
medioambiental y económica en los procesos
productivos. Participaron en el proyecto un
total de 25 empresas, perteneciendo el 79%
a la Comunidad Valenciana y el resto a otras
comunidades como son Castilla la Mancha,
Cataluña y Madrid, considerándose un número
suficiente para extraer conclusiones fiables
que reflejen la realidad del sector.
El proyecto se centra en pymes del sector
metal-mecánico, pero las acciones de difusión
estarán dirigidas también a otros sectores
anexos, introduciéndose prácticas sobre
eficiencia energética específicas para el sector
metal-mecánico.
La primera parte del informe se centra en
la investigación del consumo de energético
en la red industrial del estado español y más
concretamente en el sector metal-mecánico,
profundizando en los procesos críticos con
respecto al consumo de energía y posibilidad
de mejora tecnológica.
Se presentarán herramientas apropiadas
para la identificación de puntos críticos de
consumo sobre los que poder implantar
sistemas de mejora ambiental utilizando
indicadores de ecoeficiencia y prácticas que
se traduzcan en ahorros energéticos.
El proyecto de ECOEFICIENCIA EN
LA INDUSTRIA se ha realizado con la
colaboración de MAVAINSA, empresa
encargada de desarrollar la metodología y
realizar los diagnósticos energéticos a las
empresas participantes en el proyecto y de la
empresa MASUNO, encargada de realizar la
difusión de los resultados obtenidos a través
del diagnóstico energéticos y los planes de
mejora tecnológica desarrollados a lo largo
del proyecto, a través de la guía en formato
electrónico Eficiencia Energética en el sector
del Metal.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[6]
Estudios realizados a diferentes países, con
elevado nivel de desarrollo, demuestran que el
potencial técnico disponible es suficiente para
cubrir todas las necesidades y aspiraciones de
de la sociedad con menos gasto de energía.
También es cierto que mucha de la
tecnología de la que se dispone no es utilizada
en toda su capacidad para la mejora de la
eficiencia energética, debido principalmente
a una mala gestión y a la falta de formación
técnica profesional.
Identificando la energía como uno de los
factores principales en la política económica, se
hace necesario el conocimiento de elementos/
indicadores de planificación energética y
eficiencia, como son; análisis de suministro,
estrategias de diversificación, marco de la
demanda y mercado, que servirán de base para
la introducción de “las políticas de eficiencia
energética”.
La base de la aplicación de estrategias y
eficiencias energéticas en la empresa como
se dijo con anterioridad pasa por el análisis
energético de cada uno de los principales
sectores, la red industrial y categorías de
consumo, mediante diagnósticos y estudios que
desemboquen en la evaluación de el potencial
de mejora de la eficiencia energética existente,
no solo a nivel tecnológico sino también por
cambio de políticas y modificaciones de las
pautas de consumo, dicho de otro modo:
Cambios tecnológicos. •
Cambios en el uso de la energía. •
Cambios y modificaciones económicas. •
En España, hasta finales de los setenta
no se inició una política efectiva de eficiencia
energética, que se hacía necesaria para hacer
frente a cambios como:
Crecimiento de la demanda energética. •
Diversificación de las fuentes. •
Cambios en la evolución de la intensidad •
energética.
Liberalización de los sectores energéticos •
y consideraciones medioambiental.
Datos aportados por el Ministerio de
Industria, Turismo y Comercio referidos al año
2007 indican un consumo total de energía
en España de 147,2 Millones de Tep, lo que
supone un aumento del 1,7 % con respecto al
ejercicio anterior.
2.1. Consumo de energía a nivel estatal, evolución y tendencias en el consumo.
2. Consumo de energía
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [7]
Nota: ktep (kilotoneladas equivalentes de petróleo).
Fig. 1. Consumo de energía primaria en España incluidas todas las renovables.
Nota: Otras renovables incluye: eólica, biomasa (comercializada y no comercializada), R.S.U., biogás, biocarburantes,
geotérmica y solar, utilizadas en usos finales y en generación de electricidad.
Fuente: Secretaría General de la energía. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.
Fig.2. Consumo de energía primaria en España incluidas todas las renovables en porcentajes.
El desarrollo económico y social, la expansión
del sector de transportes, la mejora y ampliación
del equipamiento familiar, crecimiento del uso de
sistemas de calefacción y aire acondicionado, etc.,
son factores que han influido en el crecimiento
del consumo energético del 1,7%, un valor que
se encuentra por debajo del PIB y es indicativo
de una mejora de la eficiencia energética.
Del consumo total de energía destacan el
avance del conjunto de las dos renovables
(hidráulica y eólica) con un 9,5%, del carbón,
con aumento del 8,1% y del gas natural, con
una demanda superior en un 4,3%, respecto a
la de 2006.
80.000
2002
2003
2004
2005
2006
2007
70.000
60.000
50.000
40.000
30.000
20.000
10.000
CARBÓN
PETRÓLEO
GAS NATURAL
HIDRÁULI
CA
NUCLEAR
OTRAS RENOVABLE
S
0
ktep
60,0 %
2002
2003
2004
2005
2006
2007
50,0 %
40,0 %
30,0 %
20,0 %
10,0 %
CARBÓN
PETRÓLEO
GAS NATURAL
HIDRÁULI
CA
NUCLEAR
OTRAS RENOVABLE
S
0,0 %
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[8]
2.1.1. Consumo de energía primaria. Diversificación de las fuentes
Se entiende por energía primaria a las distintas
fuentes de energía tal como se obtienen en la
naturaleza, ya sea: en forma directa como en el
caso de la energía hidráulica, eólica o solar, la
leña y otros combustibles vegetales; o después
de un proceso de extracción como el petróleo,
carbón mineral, geoenergía, etc.
El petróleo representa el 50% del consumo
de energías primarias, siendo la mitad de esta
fuente absorbida por el transporte.
El carbón aunque con diferentes tendencias en
su evolución desde el año 2002, representa cerca
de un 17% un porcentaje similar al de hace 25
años. Las variaciones se explican en parte porque
esta energía, además de usarse principalmente
en generación eléctrica, cumple en la actualidad
la misión de apoyo a las energías de entrada
asegurada al sistema: nuclear y renovables. El
abaratamiento del precio de la tonelada de CO2 y
la disminución de la producción nuclear en 2007
favorecieron este comportamiento.
El gas natural se plantea como una de
las fuentes con mayores perspectivas,
representando un 12 % del consumo de
energías primarias.
La energía nuclear ha ido descendiendo en
las últimas décadas presentando actualmente
un consumo del 13 %.
Por último las energías renovables
representan cerca de un 6%, siendo uno de los
objetivos prioritarios en la política energética
del estado, alcanzar el 12 % del consumo de
estas energías con respecto del consumo total
de energía para el año 2010.
Hablando en porcentajes, de cada 100
unidades de energía consumidas en España,
hoy 6,9 proceden de fuentes renovables.
Aunque es un tipo de energía que aumenta en
su consumo, está expuesto a fluctuaciones del
régimen de lluvias y variabilidad del viento.
Se denomina energía secundaria a los
diferentes productos energéticos que provienen
de los distintos centros de transformación y
cuyo destino son los sectores del consumo y/o
centros de transformación. Las once formas
de energía secundaria/final consideradas
para el Balance Energético de la OLADE son
las siguientes: Electricidad, Gas Licuado de
Petróleo o GLP, Gasolinas/Alcohol, Gasolina de
Aviación, Gasolina de Motor, Gasolina Natural,
Alcohol, Kerosene y Turbo combustibles.
Fig.3. Consumo de energía primaria comercializada
2.1.2. Consumo de energía final
CARBÓN
-0,3%
3,3% 10,0%
22,1%
49,9%
15,1%
PETRÓLEO
GAS NATURAL
HIDRÁULICA-EÓLICA
NUCLEAR
SALDO ELETROT. (lm-Ex)
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [9]
El panorama en cuanto a energías finales
muestra la importancia del consumo de
productos petrolíferos (entorno al 60% del total
las últimas décadas), el incremento suave de
la electricidad, el descenso del carbón y el
crecimiento del gas natural.
Entre los productos petrolíferos, se mantiene
el aumento en el consumo de gasóleos y
querosenos, provocado por el progresivo aumento
de consumo en motores diesel y el impulso del
transporte aéreo, y disminución de gasolinas,
gases licuados del petróleo y fuelóleos.
Fig.3. Consumo de energía primaria comercializada
Fig.5. Consumo de energía final por sectores (%)
80,0 %
CARBÓN %
1980 1990 2000 2006
PETRÓLEO %
GAS NATURAL %
ELECTRICIDAD %
70,0 %
60,0 %
50,0 %
40,0 %
30,0 %
20,0 %
10,0 %
0,0 %
60,0 %
INDUSTRIA %
1980 1990 2000 2006
TRANSPORTE %
USOS DIVERSOS %
40,0 %
50,0 %
30,0 %
20,0 %
10,0 %
0,0 %
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[10]
Fig.6. Evolución consumo de energía final en la industria (%)
Fig.7. Evolución consumo de energía final en el transporte (%)
70,0 %
CARBÓN %
1980 1990 2000 2006
PETRÓLEO %
GAS NATURAL %
ELECTRICIDAD %
60,0 %
50,0 %
40,0 %
30,0 %
20,0 %
10,0 %
0,0 %
120,0 %
CARBÓN %
1980 1990 2000 2006
PETRÓLEO %
GAS NATURAL %
ELECTRICIDAD %
100,0 %
80,0 %
60,0 %
40,0 %
20,0 %
0,0 %
A continuación se muestra la evolución
del consumo de energía final en la industria,
transporte y usos diversos (%).
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [11]
Fig.8. Evolución consumo de energía final en usos diversos (%)
Por último, se muestra el consumo de
energía final en la industria por sectores.
Extractiva
Alimentación,bebidas y tabaco
Textil, cuero y calzado
Pasta, papel e impresión
Química
Minerales no metálicos
Siderurgia y fundición
Metalurgia no férrea
Transformados metálicos
Equipos de transporte
Construcción
Restos industria
TOTAL
0
14
0
0
104
109
1.915
52
0
0
0
49
2.243
104
380
113
216
526
2.124
356
74
180
108
107
230
4.518
110
1.060
401
999
3.163
3.338
1.091
419
419
266
35
1.113
12.414
0
279
6
462
15
132
1
0
1
0
6
477
1.379
137
1.003
340
707
1.192
1.143
1.599
969
639
378
237
841
9.185
351
2.736
860
2.384
5.000
6.846
4.962
1.514
1.239
752
385
2.710
29.739
Carbón Petróleo Gas Natural Renovables Electricidad Total
Fuente: Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético. IDEA.
70,0 %
80,0 %
CARBÓN %
1980 1990 2000 2006
PETRÓLEO %
GAS NATURAL %
ELECTRICIDAD %
60,0 %
50,0 %
40,0 %
30,0 %
20,0 %
10,0 %
0,0 %
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[12]
La tasa de intensidad energética, indicador
que muestra la relación entre la energía
consumida y la producción de bienes.
La reducción de la intensidad energética es
un objetivo prioritario para cualquier economía,
siempre que su consecución no afecte
negativamente al volumen de actividad. Uno de los
parámetros que determinan la correlación entre
consumo de energía y crecimiento económico es
la evolución de la intensidad energética, indicador
generalista que señala la relación entre consumos
de energía y el Producto Interior Bruto.
A nivel nacional, la tasa de intensidad energética
descendió en 2007 por tercer año consecutivo (el
0,7 por ciento) lo que, según el Gobierno, sitúa
a España en la senda de las economías más
desarrolladas y eficientes (la tasa de intensidad
energética cayó el 1,1 por ciento en 2005 y el 5,6
por ciento en 2006).
En este sentido, el Ministerio de Industria,
Turismo y Comercio resulta necesario y oportuno
definir esta Estrategia de Ahorro y Eficiencia
Energética en España, especialmente, por tres
motivos básicos:
La elevada dependencia energética exterior. •
España importa el 75% de la energía
primaria que utiliza frente al 50% de media
en la UE, cifra considerada ya elevada por
las instituciones comunitarias. Además,
esa dependencia va en aumento, con
las implicaciones no sólo económicas y
comerciales que ello supone, sino también
con unos efectos medioambientales
significativos al tratarse mayormente de
productos fósiles con un elevado nivel de
emisiones de efecto invernadero.
La economía española viene •
evolucionando durante los últimos años a
tasas de crecimiento anual superiores a
la media europea, lo que está permitiendo
un avance significativo en convergencia
real. No obstante, esta evolución también
se ha visto acompañada por crecimientos
de la demanda energética importantes,
con tasas de incremento anual superiores
algunos años a las de la economía. De ahí
que el indicador de Intensidad Energética
(relación entre el consumo de energía
2.1.3. Tasa de intensidad de energía
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [13]
y PIB) muestre tendencias de ligero
crecimiento durante los últimos años,
hecho que puede estar justificado dado
el actual estadio de desarrollo económico
español y no representa mayor consumo
por unidad de PIB que en otros países.
La ejecución de la Estrategia promueve •
una reducción significativa de emisiones
de contaminantes atmosféricos, en
concordancia con las Directivas europeas
y orientaciones internacionales.
A nivel de la Comunidad Valenciana.
El objetivo básico del Plan de Ahorro y
Eficiencia Energética de la Comunidad Valenciana
es la disminución en un 1,1% interanual de la
intensidad energética primaria, es decir, disminuir
el consumo de energía necesario para realizar
cada unidad de PIB.
La disminución de la intensidad energética
representaría un ahorro en el periodo 2001-2010
de 4.296.700 tep (toneladas equivalentes de
petróleo) de energía primaria y de 3.521.300 tep
de energía final.
Este ahorro energético se traduciría en un
ahorro económico en el periodo de estudio, 2001-
2010, superior a los 2.400 millones de euros.
Con este objetivo nace el Plan de Ahorro y
Eficiencia de la Comunidad Valenciana, AVEN
que tiene como finalidad:
Reducir el consumo energético final de •
la Comunidad Valenciana de forma que
disminuya la intensidad energética final en
el conjunto de los sectores económicos.
Reducir el consumo energético primario •
de la Comunidad Valenciana de forma que
disminuya el ratio de energía primaria total
por unidad de PIB.
Mejorar la competitividad de las empresas •
valencianas, disminuyendo los costes
energéticos de las mismas mediante
la introducción de tecnologías más
eficientes.
Reducir la dependencia energética de •
la Comunidad Valenciana respecto al
exterior.
Reducir el impacto medioambiental, •
utilizando energías menos contaminantes
con el fin de cumplir con los compromisos
adquiridos por el conjunto de la Unión
Europea en la cumbre de Kioto.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[14]
Balance de energía final
El análisis de los sectores consumidores
finales y las tendencias de crecimiento
mostradas los últimos años, vaticinan un
continuo aumento en la demanda de energía
por parte de los sectores transporte, Usos
Diversos (residencial y Servicios) y en menor
medida, en el sector Industrial.
La renovación de equipamientos, la
estabilización de capacidades de producción
en sectores intensivos y la implantación de
estrategias de eficiencia (energética) permitirán
un crecimiento moderado de la demanda
energética industrial frente a otros sectores.
El sector que más incrementará su demanda
energética es el Transporte, moderándose a
medio plazo como resultado de la renovación
de los parques, siendo el transporte aéreo el
más significativo.
En la evolución por fuentes de energía,
cabe destacar la disminución del consumo
del carbón, concentrándose la demanda en el
sector de siderurgia y cemento, escenarios en
los que no se espera aumento de capacidad
de producción. En el resto de sectores, el
consumo tiende a desaparecer, motivado por
la evolución tecnológica y la búsqueda de
combustibles con menor impacto para el Medio
Ambiente.
Debido a sus cualidades entre las que se
destaca mejor rendimiento, menor impacto
ambiental y aumento de la extensión de la
red en todo el territorio (español), se prevé
un incremento importante del consumo de
gas natural, creciendo sobre un 6,2 % su tasa
anual.
El consumo eléctrico, continuará creciendo
entorno al 3,6 %, fundamentalmente por el
volumen de equipamiento dependiente de este
tipo de energía en todos los sectores.
En las energías renovables por su parte,
se prevé un aumento entorno al 3,7 % anual
(2006-2012) según el Plan de Fomento,
aunque por encima de la media del conjunto
de la demanda.
Balance de energía primaria
En el consumo de energía primaria se prevé
un cambio de las fuentes de abastecimiento,
reduciéndose el consumo de carbón y la energía
nuclear, a favor del gas natural y energías
2.1.4. Evolución prevista del consumo de energía
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [15]
La industria del metal- mecánica constituye
una de las industrias básicas más importantes
de los países industrializados. Su grado de
madurez es a menudo un exponente del
desarrollo industrial de un país. El adecuado
planteamiento de la industria metalúrgica tiene
una importancia notable en el desenvolvimiento
de otras industrias que se suministran de ella,
como son la construcción de electrodomésticos,
automóviles, maquinaria en general,
construcción de edificios, y otras numerosas
industrias fundamentales para la producción
de bienes y servicios.
Una clasificación que suele utilizarse con
frecuencia es la siguiente:
Joyería de oro y plata e industrias •
auxiliares.
Lámparas artesanales y sus derivados. •
Herrajes para muebles y construcción en •
bronce, latón y zamac, así como fornituras
de materiales no ferrosos.
Recubrimientos metálicos y elementos •
protectores de metales.
Industrias metálicas para el hogar. •
Transformados de acero y otros metales. •
Muebles metálicos.
Fundición y forja en acero. •
Pinturas y recubrimientos orgánicos e •
inorgánicos.
Herramientas en general. •
Calderería y transformados gruesos. •
Maquinaria general y agrícola. •
Maquinaria industrial textil. •
Maquinaria industrial para la madera. •
2.2. Sector metal- mecánico. Tipos de energía utilizada en el sector Metal-mecánico
2.2.1. Características del sector metal-mecánico
renovables, derivado de la modificación en la
estructura de generación eléctrica.
El petróleo seguirá siendo la principal fuente
de abastecimiento, continuará creciendo su
consumo pero a un ritmo menor que el total de
la demanda primaria.
El carbón disminuirá a ritmo de tasa del
3,5% anual y la energía nuclear mantendrá
sus actuales niveles de producción, perdiendo
peso en la estructura de abastecimiento total.
El modelo de generación previsto por
el sistema español (generación eléctrica)
plantea la introducción de técnicas energéticas
eficientes, como son la generación con ciclos
combinados, el incremento de la cogeneración
y las energías renovables.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[16]
El sector metalmecánico no es especialmente
intensivo en el uso de energía aunque
algunos de sus procesos requieren de forma
específica el uso de electricidad y de calor
fundamentalmente.
2.2.2. Tipos de energía utilizada
Maquinaria industrial para la piel. •
Maquinaria industrial para la cerámica. •
Industrias eléctricas y electrónicas. •
Material naval y material ferroviario. •
De la descripción anterior podemos deducir
la complejidad del sector.
1.a. Usos generales de la electricidad.
Por un lado un uso de tipo general en
la industria: iluminación, climatización
de oficinas y espacios de trabajo y
equipos auxiliares (elevadores, grúas,
herramientas eléctricas básicas,
compresores de aire, etc.). Para este
tipo de consumidores aplican las normas
básicas aplicables a cualquier industria
siendo el punto más habitual de mejora
el de la iluminación.
1.b. Recubrimientos.
Por otro lado están los procesos
específicos del sector del metal que
requieren uso de la electricidad para
recubrimiento del metal tratado. Este
proceso industrial consiste en un sistema
de electrolitos denominados baños.
La deposición es vía electroquímica,
aunque en algunos casos se realiza
químicamente. Existe una gran variedad
de baños en función de la utilidad o
necesidad de la pieza: decoración,
resistencia, anticorrosión. Los más
habituales son: níquel, cobre, cromo, cinc,
oro, plata y estaño. Para su formulación
se emplean múltiples sales metálicas,
además de ácidos, álcalis, cianuros, etc.
1.c. Calentamiento eléctrico y secado.
Los baños pueden trabajar en frío o
en caliente, necesitando calefacción
o incluso refrigeración para mantener
la temperatura de trabajo. Al final del
proceso las piezas se secan por aire o
empleando algún adsorbente.
El calentamiento de estos baños se
realiza ocasionalmente con resistencias
eléctricas.
1.d. Tratamiento de aguas residuales.
En este tipo de instalaciones es habitual
que exista una planta de tratamiento de
aguas residuales donde hay instaladas
bombas y agitadores movidos por
motores eléctricos. En algunos casos
está justificada desde un punto de
vista tecno-económico la utilización de
variadores de frecuencia para mejorar la
eficiencia energética.
1) Electricidad
El uso de la electricidad en el sector tiene
tres tipos de consumidores principalmente:
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [17]
2) Calor
En cuanto al uso de calor podemos apuntar
a tres usos fundamentales: climatización,
calentamiento de baños y hornos de secado.
2.a. Climatización.
Normalmente el calor se consiste
mediante bomba de calor o mediante
fan-coils de agua caliente o vapor.
2.b. Calentamiento de baños.
En el sector metalmecánico, el proceso
básico de pintura requiere de una
fase de desengrase - fosfatado que
normalmente se realiza a 45-50º C. En
cuanto al proceso de recubrimientos
metálicos podemos destacar que
los pretratamientos químicos más
importantes son los desengrases,
decapados y activados por un lado y
los recubrimientos metálicos por otro.
Una vez la pieza está limpia la superficie
está preparada para la deposición de un
metal con temperaturas en torno a 40-
50º C. Los baños pueden trabajar en frío
o en caliente, necesitando calefacción o
incluso refrigeración para mantener la
temperatura de trabajo.
Dicha calefacción puede realizarse
mediante resistencias eléctricas o
mediante serpentines de vapor a de
agua caliente.
Por último el proceso de secado
requiere calor a más alta temperatura
normalmente alcanzado mediante el
uso de quemadores industriales de gas
natural o de gas oil/fuel oil.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[18]
La introducción del concepto de eficiencia
energética en las industrias, ha de partir del
conocimiento interno de la organización, la
determinación de los consumos específicos
de energía, bien por proceso o por tipos de
equipamiento, la identificación de potenciales
de conservación de energía y las oportunidades
de ahorro.
La herramienta utilizada como punto de
partida es la realización de los llamados
diagnósticos energéticos, con los que identificar
los puntos críticos de consumo en las empresas
y con ello lograr que la dirección comprenda
la importancia de la energía, la creación
de políticas energéticas y la necesidad de
introducir nuevas tecnologías más eficaces con
mayores rendimientos y consumo de recursos
menos agresivos para el medio ambiente.
El diagnóstico energético es un instrumento
utilizado para proporcionar información sobre los
consumos específicos de energía en relación con
parámetros adecuados, identificando el potencial
de conservación de energía y las oportunidades
de ahorro. Proporciona el conocimiento global del
consumo de energía y contribuye a la comprensión
por parte de la dirección de la importancia del
recurso, de la necesidad de crear una política
energética y las bases para obtener el máximo
rendimiento en los procesos.
Existen diferentes tipos de auditorias según
la profundidad del estudio que se realice, los
datos de los que se disponga y los objetivos
perseguidos.
Los diagnósticos realizados a las empresas
participantes en el proyecto, ofrecen un
resumen del consumo de energía total actual
de las empresas, definen las áreas de consumo
significativo concentrándose en los sistemas
que utilizan energía (caldera, sistema de aire
comprimido, etc.) y ofrecen medidas técnicas
detalladas para la mejora de la eficiencia
energética, con estimaciones de presupuesto,
conservación de energía y ahorro de costes.
3.1. Diagnóstico energético.
3. Eficiencia energética. Diagnósticos energéticos
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [19]
1. GENERALIDADES.
3.2. Cuestionario previo. Recogida de datos
Nombre de la empresa
Dirección
Teléfono
Fax
Fecha de la puesta en marcha
de la instalación
Tipo de actividad
Superficie total construida (m2)
Nº trabajadores
Nº horas de producción al día
Nº días producción a la semana
Nº meses de producción al año
DATOS DE LA EMPRESA
Sistemas de generación y distribución de aire comprimido
Sist. generación y distribución de vapor
Fluidos térmicos
Iluminación
Climatización
Agua caliente para proceso/sanitaria
Agua fría industrial
Sí No Descripción
SISTEMAS AUXILIARES DE PROCESO
Ej. Tornillos AS: Recepción barras- torneado – limpieza y desengrase - embalaje y expedición.
LÍNEAS DE PRODUCCIÓN Y/O PROCESOS
2. DESCRIPCIÓN ACTIVIDAD. PROCESOS PRODUCCIÓN.
Recepción
Torneado
Limpieza y desengranaje
Embalaje
EléctricoFríoTérmico
CalorTornillos AS
NECESIDADES ENERGÉTICAS POR PROCESO
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[20]
Descripción de la características fundamentales de las instalaciones, maquinaria, motores, medios de trabajo, etc.
Potencia(Kw)
DESCRIPCIÓN CONSUMIDORES ELÉCTRICOS PRINCIPALES Y SU POTENCIA
Potencia eléctrica instalada y contratada
ELECTRICIDAD
Mediciones históricas anteriores totales o por equipo (facturas mensuales eléctricas, etc)
Documentación técnica: planos de la instalación, libros de mantenimiento, etc.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [21]
Producción / potencia y tipo de
calderas
Descripción consumidores de
calor principales y su potencia
Descripción hornos de combus-
tión
Mediciones históricas anteriores
totales o por equipo (facturas
mensuales combustibles: gasoil,
fuel oil, gas natural, etc.)
Documentación técnica: planos
de la instalación, registro de ma-
quinaria industrial actualizada,
libros de mantenimiento, etc.
CALOR
¿Existe responsable energético en la empresa?
¿Dispone de un Sistema de gestión de la energía? ¿Según norma UNE 216301?
¿Está subcontratado el mantenimiento eléctrico de la instalación?
¿Existen contadores de consumo eléctrico para los procesos principales?
¿Existen contadores de consumo de combustible para procesos principales?
¿Se encuentran automatizados los procesos y centralizados los datos por ordenador?
¿Existe regulación de velocidad en algunos motores?
¿Existen arrancadores progresivos en algunos motores? ¿En cuáles?
Sí No
3. VARIOS.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[22]
Energía eléctrica
Compañía distribuidora
Tensión suministro
Tarifa aplicable
Tipo de discriminación horaria
¿Se ha implantado algún sistema deautoproduc-
ción y/o cogeneración? ¿De qué tipo?
Combustibles
Gas natural GLP
Gasóleo C
Fuelóleo
Carbón
Otros
Utilización de energías renovables
Paneles solares
Paneles fotovoltaicos
Otros
4. ENERGÍA CONSUMIDA – PRODUCIDA.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [23]
Todo Plan de mejora comprende diferentes
áreas en las que trabajar y debe de
confeccionarse a partir del conocimiento de la
empresa. Las mejoras propuestas en el sector
metal-mecánico tras las visitas realizadas
comprenden, la mejora o modificación de
recursos energéticos, tecnologías y la gestión
de la propia empresa.
En general las mejoras propuestas se
centran en los siguientes puntos:
Utilización de combustibles fósiles (gas- •
oil / gas natural) para el proceso de
calentamiento de baños sustituyendo las
resistencias eléctricas.
Sustitución del gasóleo C como •
combustible por gas natural en calderas y
hornos de secado.
Utilización de energía solar como energía •
de apoyo al calentamiento de los baños
y otros procesos con demanda de calor a
baja temperatura (<75 ºC).
Estudio de instalación de rectificadores de •
última tecnología (IGBT) en los procesos
de recubrimiento por vía electroquímica.
Uso de variadores de frecuencia en •
motores de equipos rotativos.
Mejoras de iluminación: Uso de lámparas •
de alto rendimiento y de sistemas
automáticos (temporizados o por
fotocélula) de encendido y apagado de la
iluminación.
Compensación energía eléctrica reactiva. •
Estudio de cambio de tarifa eléctrica. •
Energía fotovoltaica en cubierta naves •
(inversión financiera).
Técnicas de Cogeneración. •
Aprovechamiento de calores residuales. •
Sistemas de generación de energía •
eléctrica mini-eólica.
Implantación de un sistema de gestión •
para la mejora de la eficiencia energética.
Identificación de oportunidades de mejora
de mantenimiento: aislamiento, mejoras
de control: on-off vs contínuo, etc.
Obviamente no todos los puntos son de
aplicación a todas las plantas productivas
estudiadas y/o del sector. En el apartado 4 del
presente documento se realiza un estudio del
grado de implantación de las mejoras indicadas
en las empresas visitadas y por extensión
las generalidades encontradas en el sector
metalmecánico.
3.3. Plan de mejoras tecnológicas en el sector metal-mecánico.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[24]
Antes de que se iniciara la gasificación
masiva en las principales zonas industriales del
país era muy habitual el uso de combustibles
derivados del petróleo como fuente de energía
calorífica. Normalmente los combustibles
empleados eran gas-oil y fuel-oil aunque
también se empleaba LPG (Gas licuado del
petróleo: típicamente propano).
El uso del fuel-oil está siendo abandonado
en la industria por problemas derivados del
incumplimiento de los límites medioambientales
en la emisión en los humos aun utilizando Fue-
Oil BIA (Bajo Indice de Azufre).
La utilización de gas-oil tipo C (gasóleo
de calefacción) ha sido muy común por su
sencillez y facilidad de manejo frente al fuel-oil.
Sin embargo actualmente, en las zonas donde
el gas natural está disponible, es recomendable
la sustitución del gas-oil por gas natural.
El coste de gas natural por unidad de
energía calorífica generada (cent € / Termia) es
inferior al del gasóleo C. Adicionalmente el gas
natural es el combustible con menor impacto
medioambiental. Los humos resultantes de
su combustión suponen menos emisiones de
CO2, SOx, CO e inquemados que el gasóleo o
que el fuel-oil (el más contaminante de los tres
con diferencia).
3.3.2. Sustitución del gasóleo C como combustible por gas natural en calderas y hornos
de secado.
Muchos procesos industriales requieren
el uso de calor en sus procesos. La energía
eléctrica (resistencias) es el método que menos
inversión inicial requiere para el diseño de
dichos procesos pero el que presenta costes
operativos (coste de la energía) más altos.
Las temperaturas de operación habituales
pueden alcanzarse mediante los siguientes
fluidos caloriportantes:
Hasta 110º C: Agua Caliente.
Hasta 200º C: Agua sobrecalentada o vapor
media presión (hasta 12 bar g).
A partir de 200º C: Aceite térmico.
Típicamente estos sistemas basados en
combustibles (gas natural, gas-oil, fuel oil,
combustibles residuales) mediante caldera e
instalación de distribución son más económicos
en cuanto a su coste de operación aunque
requieren cierta inversión inicial.
Desde el punto de vista medioambiental la
utilización de la electricidad para calentamiento
en un proceso, desde una perspectiva global, es
más contaminante ya que aunque en el punto
de consumo local (fábrica) no se producen
emisiones la emisiones contaminantes en las
centrales térmicas eléctricas, dado su bajo
rendimiento, es muy superior al las que produce
la caldera convencional en la fábrica.
3.3.1. Utilización de combustibles fósiles (gas-oil/gas natural) para el proceso de
calentamiento de baños sustituyendo las resistencias eléctricas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [25]
La energía solar es la energía obtenida
directamente del Sol. La radiación solar
incidente en la Tierra puede aprovecharse por
su capacidad para calentar o directamente a
través del aprovechamiento de la radiación en
dispositivos ópticos o de otro tipo. Es un tipo de
energía renovable y limpia, lo que se conoce
como energía verde.
La potencia de la radiación varía según el
momento del día, las condiciones atmosféricas
que la amortiguan y la latitud. Se puede asumir
que en buenas condiciones de irradiación
el valor es superior a los 1000 W/m² en la
superficie terrestre. A esta potencia se la
conoce como irradiancia.
La radiación es aprovechable en sus
componentes directa y difusa, o en la suma
de ambas. La radiación directa es la que llega
directamente del foco solar, sin reflexiones
o refracciones intermedias. La difusa es la
emitida por la bóveda celeste diurna gracias
a los múltiples fenómenos de reflexión y
refracción solar en la atmósfera, en las
nubes, y el resto de elementos atmosféricos y
terrestres. La radiación directa puede reflejarse
y concentrarse para su utilización, mientras
que no es posible concentrar la luz difusa que
proviene de todas direcciones.
La irradiancia directa normal (o perpendicular
a los rayos solares), fuera de la atmósfera
recibe el nombre de constante solar y tiene un
valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a
un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m²
y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m².)
La energía solar térmica o energía
termosolar, consiste en el aprovechamiento
de la energía del sol para producir calor que
puede aprovecharse para la producción de
agua caliente destinada al consumo industrial,
ya sea agua caliente sanitaria, calefacción,
o para producción de agua caliente para el
proceso.
3.3.3. Utilización de energía solar como energía de apoyo al calentamiento de los baños y
otros procesos con demanda de calor a baja temperatura (<75 ºC).
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[26]
Los procesos de recubrimiento del metal
requieren el uso de la electricidad. Este proceso
industrial consiste en un sistema de electrolitos
denominados baños. La deposición es vía
electroquímica mediante corriente continua. Al
ser la corriente industrial del tipo alterno estos
procesos requieren del uso de rectificadores
de corriente para convertir la corriente eléctrica
alterna en continua. Estos equipos electrónicos
de potencia han ido mejorando con los años en
cuanto a su rendimiento entre otros aspectos de
forma espectacular. Es por ello recomendable
recabar la información del fabricante en cuanto
a los rendimientos de los equipos instalados
y compararlos con las actuales tecnologías
(IGBT) que alcanzan rendimientos por encima
del 90% en función de la potencia requerida.
3.3.4. Estudio de instalación de rectificadores de última tecnología (IGBT) en los procesos
de recubrimiento por vía electroquímica.
En cuanto a la generación de agua caliente
para usos industriales, hay dos tipos de
instalaciones: las de circuito abierto y las de
circuito cerrado. En las primeras, el agua de
consumo pasa directamente por los colectores
solares. Este sistema reduce costos y es más
eficiente (energéticamente hablando).
Esta forma de aplicación de la energía
solar térmica goza además de una serie de
ventajas, como pueden ser el bajo coste de los
materiales empleados, ya que no es necesario
colocar placas planas, si no que normalmente
se utilizan colectores de polipropileno mucho
menos costosos.
Actualmente podemos afirmar que el
aprovechamiento de la energía solar térmica
es una tecnología madura y fiable, que
las inversiones realizadas en general son
amortizables sin la necesidad de subvenciones,
y que se trata de una alternativa respetuosa
con el medio ambiente.
En los últimos años se viene produciendo un
aumento notable de instalaciones de energía
solar térmica debido, por una parte, a la mayor
sensibilidad social y política hacia temas
medioambientales y, por otra, a la continua
mejora y reducción de costes de los sistemas
solares térmicos.
La temperatura en el proceso industrial puede
llegar a 60º - 75º y es habitual que la energía
solar se emplee como apoyo al agua caliente
producida por una caldera convencional.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [27]
Los motores eléctricos utilizados
habitualmente en la industria para accionar
bombas, ventiladores, compresores, grúas,
ascensores y cualquier tipo de máquina
que requiera accionamiento, son motores
accionados por corriente alterna de tipo
asíncrono con rotor tipo jaula de ardilla.
Estos motores son muy robustos y sencillos
teniendo el inconveniente de que su velocidad
de giro es prácticamente fija en funcionamiento
normal y viene dada por su diseño (número de
pares de polos del motor) y la frecuencia de la
corriente eléctrica de la red de suministro (50
Hz en Europa).
Este inconveniente implica que, por
ejemplo, en bombas, los equipos funcionan a
máximo caudal de diseño obligando a instalar
válvulas, bien automáticas, bien manuales, a
la impulsión de las mismas para controlar y
adecuar el caudal al deseado.
Esta solución, aunque sencilla, implica un
derroche importante de la energía consumida
en la bomba que en la válvula de regulación
se disipa inútilmente. El derroche energético
producido es proporcional a la potencia nominal
del motor y al tiempo en que el equipo funciona
a caudales sustancialmente por debajo del
nominal.
Para poder regular la velocidad de giro de
los motores eléctricos asíncronos de una forma
eficiente desde el punto de vista energético
se instalan variadores de frecuencia. Los
variadores de frecuencia son dispositivos
electrónicos que transforma la frecuencia
3.3.5. Uso de variadores de frecuencia en motores de equipos rotativos.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[28]
En los sectores económicos de la industria
y los servicios, la iluminación corresponde a
más del 5% del consumo de energía. En las
oficinas y en el comercio la relación es aún
mayor. En grandes empresas industriales, los
gastos de energía dedicados a iluminación
pueden ser mayores o menores dependiendo
del tipo de producción y de su intensidad en
energía. En todos los sectores es necesario
una verificación de la eficiencia de la energía
en las instalaciones de iluminación, ya que
en casi todos los casos existe un potencial de
optimización.
El método para el análisis de las posibilidades
de un aumento en la eficiencia del alumbrado
se basa en las maneras de procesamiento
válidas para las tecnologías transversales:
Evitar el uso innecesario del alumbrado •
(iluminación demasiado fuerte).
Reducir el uso de energía útil necesaria •
(mejor reflexión de luz).
Mejorar el nivel de eficiencia del sistema •
(buena regulación).
Utilizar caudales de energía existentes •
(luz natural).
Las posibilidades de un reducción del
consumo de energía pueden atribuirse a las
fases de energía importada, energía útil y
uso final. Para comprobar si se puede reducir
el consumo de electricidad establecido, es
necesario comprobar primero la demanda de
energía real que existe. Seguidamente, se
debe comprobar si la potencia de la iluminación
instalada corresponde a la iluminación necesaria
o si por el contrario está sobredimensionada. En
el siguiente paso se debe comprobar si se puede
disminuir la reflexión luminaria ocasionada por
reflectores sucios contribuyendo esto a una
de la red eléctrica que alimenta al motor y,
consecuentemente, la velocidad de giro del
motor sin prácticamente derrochar energía.
De esta forma se consigue regular el caudal
en bombas, compresores, ventiladores etc. de
forma eficiente.
Aunque el precio de los variadores de
frecuencia ha disminuido mucho en los últimos
años su instalación se justifica en equipos
de una cierta potencia y con regímenes de
funcionamiento por debajo del nominal una
parte significativa del tiempo.
Este es un ejemplo típico de ahorro de
energía por la utilización de un variador de
frecuencia en un ventilador industrial:
mª/t Distribución Regulación por válvula
Control por convertidor de
frecuencia
% Horas PotenciaA1 - B1
PotenciaA1 - C1
ConsumokW/h
ConsumokW/h
350
300
250
200
150
100
0
5
15
20
20
20
20
100
438
1.314
1.752
1.752
1.752
1.752
8.760
42,5
38,5
35,0
31,5
28,0
23,0
18.615
50.589
61.320
55.188
49.056
40.296
275.064
42,5
29,0
18,5
10,0
6,5
3,5
18.615
38.106
32.412
17.520
11.388
6.132
124.173
3.3.6. Mejoras de iluminación: Uso de lámparas de alto rendimiento y de sistemas
automáticos (temporizados o por fotocélula) de encendido y apagado de la iluminación.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [29]
disminución de la demanda de energía eléctrica
ya que se podrían emplear menos luminarias.
Finalmente, el consumo de energía se puede
reducir por medio de una tecnología eficiente
de baja demanda de electricidad para producir
el mismo nivel de iluminación (Por ejemplo se
puede reducir la energía consumida de una
lámpara al cambiar su sistema de encendido
convencional por un balasto electrónico).
Una regulación y control adecuado de
las lámparas permite que la demanda de
iluminación pueda adecuarse espacialmente
y temporalmente a las necesidades. De esta
forma se evita que determinadas áreas se
iluminen innecesariamente, en exceso, o
cuando nadie esté presente.
Tecnologías existentes
Las lámparas transforman la electricidad
en calor (pérdida) y en radiación visible (luz).
El rendimiento lumínico es la medida para la
evaluación de la eficiencia de una lámpara y
se mide en lúmen/watt (lm/W). La mayor parte
de la energía consumida por una lámpara se
transforma en calor pero mientras para las
lámparas incandescentes este rendimiento no
supera el 5% en el caso de los fluorescentes
este se va al 25%.
Es importante considerar la posibilidad
de uso de lámparas de descarga de sodio,
de mercurio o las más modernas de haluro
metálico.
Las • lámparas de vapor de sodio son
una de las fuentes de iluminación más
eficientes, ya que generan mayor cantidad
de lúmenes por watt. El color de la luz que
producen es amarilla brillante.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[30]
Se divide en dos tipos:
1. Vapor de sodio a baja presión (SBP): la
lámpara de vapor de sodio a baja presión
es la que genera más lúmenes por vatio
del mercado, y por esto es la más utilizada
en las lámparas solares. La desventaja de
ésta es que la reproducción de los colores
es muy pobre.
2. Vapor de sodio a alta presión (SAP): la
lámpara de vapor de sodio a alta presión es
una de las más utilizadas en el alumbrado
público ya que tiene un alto rendimiento y
la reproducción de los colores se mejora
considerablemente aunque no al nivel que
pueda iluminar anuncios espectaculares o
algo que requiera excelente reproducción
cromática.
Las • lámparas de vapor de mercurio
de alta presión consisten en un tubo de
descarga de cuarzo relleno de vapor de
mercurio, el cual tiene dos electrodos
principales y uno auxiliar para facilitar el
arranque.
La luz que emite es color azul verdoso, no
contiene radiaciones rojas. Para resolver este
problema se acostumbra añadir sustancias
fluorescentes que emitan en esta zona del
espectro. De esta manera se mejoran las
características cromáticas de la lámpara,
Aunque también están disponibles las bombillas
completamente transparentes las cuales iluminan
bien en zonas donde no se requiera estrictamente
una exacta reproducción de los colores.
Las • lámparas de haluro metálico,
también conocidas como lámparas de
aditivos metálicos, lámparas de mercurio
halogenado o METALARC, son lámparas
de descarga de alta presión, del grupo de
las lámparas llamadas HID (Hight Intensity
Discharge). Son generalmente de alta
potencia y con una buena reproducción
de colores, además de la luz ultravioleta.
Originalmente fueron creadas en los años
1960 para el uso industrial de estas pero
hoy se suelen aplicar en la industria tanto
como el hogar.
Diseño de la iluminación industrial.
Existe una relación entre la calidad de los
productos profesionales y la calidad de las
instalaciones de producción. La experiencia
demuestra que una buena iluminación en las
fábricas y talleres es una manera muy eficaz
de incrementar tanto la productividad como la
calidad.
Una buena iluminación aumenta el confort
y la seguridad del trabajador, reduce el nivel
de errores y estimula al personal a mejorar
su rendimiento. En tal sentido es relevante la
cuestión de elección de lámpara y el diseño de
iluminación.
Tipos de iluminación.
A. Iluminación general - Provee un nivel de
iluminación uniforme en toda el área de la
nave industrial. Se determina principalmente
por la altura disponible para el montaje de las
luminarias:
a. Áreas de altura baja (hasta aprox. 7 m):
se selecciona usualmente fluorescentes
tubulares.
b. Áreas de altura media (aprox. de 7 a 12
m): fluorescentes tubulares ó lámparas
de descarga de alta intensidad de fuente
puntual.
c. Áreas altas (por encima de 12 m): fuentes
de luz puntuales.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [31]
B. Iluminación localizada - Provee un nivel
de iluminación específica en el puesto de
trabajo.
Criterios de iluminación.
LUZ SUFICIENTE, tener niveles adecuados
de luz, según la naturaleza de la tarea visual.
Mayores necesidades por: probabilidad
de cometer errores es menor, motivos de
seguridad, edad del trabajador.
ILUMINACION UNIFORME, una iluminación
general con un alto grado de uniformidad,
garantiza total libertad a la hora de situar
la maquinaria y los bancos de trabajo. (En
cualquier punto 200 lux).
BUENA ILUMINACIÓN VERTICAL, en
ciertos trabajos la tarea visual está localizada
en el plano vertical. Se puede recurrir a las
empotradas en el techo que ofrecen una
distribución asimétrica de la luz.
FUENTES DE LUZ BIEN APANTALLADAS,
en alturas de montaje bajas es fundamental,
debido a que las fuentes de luz son relativamente
brillantes y producen un flujo elevado en
todas direcciones. Las rejillas proporcionan el
apantallamiento en la dirección crítica.
BRILLO DE EQUILIBRIO UNIFORME, una
iluminación uniforme contribuye a crear una
sensación de confort.
COLOR DE LUZ AGRADABLE, lo que se
necesita es una fuente con una apariencia
de color agradable y un buen rendimiento de
color.
Recomendaciones.
Al tomar la decisión acerca del tipo de
lámpara más eficiente para cada tipo de
empresa, debe considerarse, además de las
exigencias en el tipo de uso, la reproducción del
color, el precio de adquisición y los diferentes
tipos de lámparas existentes en el mercado y
su efecto en el consumo de electricidad.
El nivel de iluminación estará determinado •
en función de la actividad laboral realizada
en cada dependencia.
Aprovechar siempre que sea posible la luz •
natural, procurando que esta no produzca
deslumbramientos en el trabajo.
Sustituya los tubos fluorescentes •
tradicionales por otros de alto rendimiento,
pues obtendrá un 10 % de mayor flujo
luminoso con menor consumo y mayor
vida.
Los sistemas de arranque de lámparas de •
descarga deben de ser electrónicos para
obtener un menor consumo (balastos
electrónicos).
El bajo coste de mantenimiento, es tan •
importante como la maquinaria moderna
y un personal motivado. De instalar una
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[32]
Factor de Potencia es el nombre dado a la
relación entre la potencia activa (kW) usada en
un sistema y la potencia aparente (kVA) que se
obtiene de las líneas de alimentación, o dicho
de otro modo, el coseno del ángulo formado
por el desfase de la corriente con respecto al
voltaje aplicado.
Todos los aparatos que contienen inductancia,
tales como motores, transformadores y demás
equipos con bobinas necesitan corriente
reactiva para establecer campos magnéticos
necesarios para su operación. Esto genera
factores de potencia bajos en la instalación.
El factor de potencia bajo se compensa
con el uso de condensadores, lo que hace
que el funcionamiento del sistema sea más
eficaz y, por lo tanto, requiera menos corriente
en la línea. Las potencias activa, reactiva y
aparente forman lo que se llama el triángulo
de potencias.
La potencia que se usa realmente es la
Potencia Activa (P). La potencia reactiva
(Q) es la ineficiencia eléctrica y tiene un
costo adicional que se refleja en los recibos
mensuales. El ángulo formado en el triángulo
de potencias por P y S equivale al desfase
entre la corriente y la tensión y es el mismo
ángulo de la impedancia; por lo tanto el CosPhi
depende directamente del desfase.
Alternativas de compensación de energía
Reactiva:
Las Inductividades se compensan con
la conexión en paralelo de capacitancias
(condensadores), conocida como compensación
3.3.7. Compensación energía eléctrica reactiva.
iluminación buena y eficaz, es de sentido
común que se obtendrá menores costos
de energía y mantenimiento.
Utilice, siempre que sea posible, •
detectores de presencia o temporizadores,
en servicios, despachos individuales,
almacenes interiores o pasillos con escasa
presencia.
Cuando realice una sustitución de •
lámparas, sistemas auxiliares y luminarias
intente que sean del mismo fabricante o de
características semejantes. No siempre es
un buen ahorro, el comprar aparatos más
económicos.
Una limpieza de lámparas y luminarias •
programada dos veces al año, implica una
reducción del 20 % en el consumo al tener
que instalar menor número de lámparas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [33]
La estructura de las tarifas eléctricas es
compleja y la legislación cambiante. Por ello
es recomendable reconsiderar el contrato
eléctrico actualmente vigente con la compañía
suministradora y evaluar y simular el empleo
de otras tarifas.
Tarifas existentes.
Según las posibilidades de contratación con
que cuentan en la actualidad los distintos tipos
de consumidores, cabe distinguir entre tarifas
de suministro y tarifas de acceso.
1) Tarifas de suministro.
El sistema tarifario actual desde 1983
en que se estableció, se estructura en torno
a unas tarifas generales en función de la
tensión de suministro y la utilización de la
potencia contratada, a los cuales puede
acogerse cualquier tipo de consumidor, ciertos
distribuidores (solo aplicable a pequeños
distribuidores existentes). En caso particular
de grandes clientes y tarifas domésticas
(cuya estructura fue modificada por el Real
Decreto 1634/2006, de 29 de diciembre), se
considera tanto el uso de la energía como las
características del suministro.
Además, desde 1994, se creó una tarifa
para grandes consumidores, la tarifa horaria
de potencia, que en sus precios básicos
de potencia y energía integra todos los
componentes del coste, tarifa cerrada a
nuevos consumidores desde 1 de enero de
2007 y cuya aplicación, así como las restantes
tarifas de suministro de energía eléctrica en
alta tensión desaparecerán el 1 de julio 2008,
3.3.8. Estudio de cambio de tarifa eléctrica.
en paralelo. Esta es la compensación más usual
en sistemas trifásicos.
Los tres tipos de compensación en paralelo
más usados son:
a) Compensación individual: A cada
consumidor inductivo se le asigna el
condensador necesario: Este tipo es empleado
ante todo para compensar consumidores
grandes de trabajo continuo.
b) Compensación en grupos: Los grupos
se conforman de varios consumidores de
igual potencia e igual tiempo de trabajo y se
compensan por medio de un condensador
común.
c) Compensación central: La potencia
reactiva-inductiva de varios consumidores de
diferentes potencias y diferentes tiempos de
trabajo es compensada por medio de un banco
de condensadores. Una regulación automática
compensa según las exigencias del momento.
Beneficios de la compensación de Energía
Reactiva:
La compensación de energía reactiva tiene
los siguientes beneficios:
Elimina la facturación de energía reactiva •
en las facturas de la suministradora. Este
complemento de reactiva está basado en
unos recargos y descuentos porcentuales
en función del factor de potencia y se aplica
sobre la totalidad de la facturación básica.
Varía entre un descuento del 4% para cos
= 1 a un recargo del 47% para cos
=
0,5. A las tarifas 1.0, 2.0.1, 2.0.2, 2.0.3 y
3.0.1 únicamente les es de aplicación el
complemento por reactiva si se midiera un
coseno de inferior a 0,8.
Reduce las caídas de tensión. •
Reduce las pérdidas por efecto Joule. •
Protege la vida útil de sus instalaciones. •
Por supuesto es importante en el diseño de
la capacidad de los bancos de condensadores
asegurarse que las distorsiones armónicas
estén en valores tolerables, pues altos
valores de THD de armónicos de voltaje o
corriente pueden ocasionar deterioros en los
componentes del banco de condensadores.
Por esto es imprescindible un estudio de
calidad de energía eléctrica en la edificación
antes de decidir por el tipo de condensadores
a instalar.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[34]
según se recoge en en la disposición transitoria
primera del Real Decreto 1634/2006, de 29
de diciembre, por el que se establece la tarifa
eléctrica a partir de 1 de enero de 2007.
En la actualidad, la definición de las tarifas
vigente se encuentra recogida en la Orden de
12 de enero de 1995, con sus modificaciones
posteriores. Entre estas modificaciones
destacan:
Cambio en la estructura de las tarifas 1.0, 2.0
y 3.0, recogido en el Real Decreto 1634/2006,
de 29 de diciembre.
Desaparición de las tarifas de usos
específicos, exceptuando la tarifa de riegos
agrícolas que se encuentra en vigor hasta el 1
de julio de 2008.
Estructura de las tarifas.
La formación del precio final de la energía
eléctrica consumida de acuerdo con nuestra
actual estructura de tarifas parte de la facturación
básica que tiene una fórmula binómia, con un
término función de la potencia demandada y
otro función de la energía consumida, a esta
facturación básica se le suman algebraicamente
los recargos o descuentos correspondientes a
los cuatro complementos tarifarios existentes:
energía reactiva, discriminación horaria,
estacionalidad e interrumpibilidad, obteniendo
así el precio final de la energía.
La factura eléctrica se completa con los
importes, en su caso, del alquiler de los equipos
de medida y los impuestos.
Complementos.
a) Discriminación horaria.
El complemento por discriminación horaria
establecido en la actual estructura tarifaria,
tiene en cuenta el distinto coste de la energía
eléctrica en cada periodo horario. Su objetivo
fundamental es lograr el aplanamiento de
la curva de carga diaria, y, dependiendo de
la modalidad, de la monótona del sistema
eléctrico nacional.
Se valora como un descuento o recargo en
euros función de la forma de consumo y del
término de energía de media utilización del
escalón correspondiente.
Existen diferentes tipos de discriminación
horaria, siendo un derecho del consumidor elegir
el que más se ajuste a sus necesidades:
Tipo 1: Se aplica a los clientes que no hayan
optado por otro tipo de complemento, tiene un
recargo del 20% en toda la energía consumida.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [35]
Se aplica a clientes de cualquier tarifa excepto
las 1.0 y 2.0.1, 2.0.2, 2.0.3 y 3.0.1 (domésticos),
que no hayan instalado contador discriminador
y tengan una potencia inferior a 50 kW.
Tipo 2: Diferencia dos periodos, por un lado
la punta 4 horas al día con un recargo de 40% y
por otro el llano y valle, sin recargo ni descuento.
Los usuarios serían similares a los del Tipo 1.
Tipo 3: Todos los días del año se dividen
en tres periodos, la punta 4 horas al día con
recargo del 70%, valle 8 horas al día con un
descuento del 43% y llano 12 horas al día sin
recargo ni descuento. El usuario tipo sería una
pequeña o mediana industria.
Tipo 4: Los días laborables de lunes a
viernes se dividen en punta 6 h/día, llano 10
h/día y valle 8 h/día, los sábados, domingo y
festivos se consideran valle las 24 horas, las
horas punta tienen un recargo del 100%, y las
valle un descuento del 43%. De uso normal en
la industria.
Tipo 5: En este tipo se distribuyen los días
del año en cuatro categorías, pico 70 días, alto
80 días, medio 80 días y bajo 135 días, dentro
de cada categoría de días se determinan
periodos de punta, llano y valle. Los recargos
y descuentos correspondientes son los
siguientes:
Punta de días pico..........300% de recargo
Punta de días alto...........100% de recargo
Llanos..................sin recargo ni descuento
Valles............................43% de descuento
Es usada por grandes industrias con
posibilidades de modulación.
Los horarios de aplicación de los distintos
periodos de discriminación horaria, han sido
modificadas por Orden ITC/2794/2007 de 27
de septiembre.
Adicionalmente, en el caso de las tarifas
domésticas, se puede optar por la opción
de doble discriminación horaria, que supone
diferenciar entre las horas punta (10 al día) y
horas valle (14 al día).
b) Energía reactiva.
Ya explicado anteriormente en el apartado
de compensación de reactiva.
c) Complemento de estacionalidad.
Prevé un descuento del 10% sobre el término
de energía para los consumos efectuados en
temporada baja y un recargo del 10% durante la
temporada alta, solo aplicable a los clientes que
facturen por el Modo estacional y es incompatible
con la discriminación horaria Tipo 5.
d) Complemento de interrumpibilidad.
La Disposición transitoria primera del Real
Decreto 1634/2006, de 29 de diciembre,
ha cerrado la nueva contratación, tanto
del complemento de interrumpibilidad
correspondiente a tarifas generales de alta
tensión como de la tarifa horaria de potencia,
a partir del 1.1.2007, desapareciendo ambas
al 1.7.08.
De aplicación a los grandes clientes en
tarifas generales de A.T. (Potencia contratada
en punta y llano >5 MW). Se aplica sobre la
facturación básica y consiste en que el cliente,
a cambio de unos determinados descuentos en
la factura, se compromete, durante 5 años, a
reducir su demanda y no superar una potencia
preestablecida (Pmax.) en los periodos
que se le solicite por parte de la empresa
suministradora.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[36]
2) Tarifas de acceso.
Según lo recogido en el artículo 17 de la
Ley 54/1997, de 27 de noviembre, los peajes
de acceso a las redes serán únicos en todo
el territorio nacional y no incluirán ningún tipo
de impuestos. Además, tendrán en cuenta las
especialidades por niveles de tensión y las
características de los consumos por horario y
potencia.
La estructura de peajes de acceso a las redes
actualmente en vigor se encuentra recogida en
el Real Decreto 1164/2001, de 26 de octubre,
por el que se establecen tarifas de acceso a las
redes de transporte y distribución de energía
eléctrica. Las condiciones de aplicación se
encuentran recogidas en dicho Real Decreto,
completándose con lo establecido tanto en el
Real Decreto 1955/2000, de 1 de diciembre,
como en el Real Decreto 1435/2002, de 27 de
diciembre, por el que se regulan las condiciones
básicas de los contratos de adquisición
de energía y de acceso a las redes en baja
tensión.
Adicionalmente, los nuevos horarios de
aplicación de estas tarifas se recogen en la
Orden ITC/2794/200, de 27 de septiembre.
Tarifas de acceso existentes.
TARIFAS DE BAJA TENSIÓN (U < 1 kV).
Tarifa 2.0 A: tarifa simple (1 ó 2 períodos
horarios y Potencia contratada ≤ 15 kW).
Tarifa 3.0 A: tarifa general (3 períodos
horarios).
TARIFAS DE ALTA TENSIÓN (U > 1 kV).
Tarifa 3.1 A: Tarifa específica (3 períodos
horarios y potencia contratada < 450 kW).
Tarifas 6: Tarifas generales para alta
tensión (6 períodos horarios y 5 escalones de
tensión).
Estructura de las tarifas.
La estructura actual de tarifas de acceso tiene
una fórmula binomia compuesta por un término
de potencia, un término de energía activa y, en
su caso, término de energía reactiva. Estos
términos se obtienen de la siguiente forma:
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [37]
Término de Potencia: Para cada uno de los
períodos tarifarios aplicables a las tarifas, se
contratará una potencia, aplicable durante todo
el año. El término de facturación de potencia
será el sumatorio resultante de multiplicar la
potencia a facturar en cada período tarifario
por el término de potencia correspondiente.
La determinación de la potencia a facturar
se realizará en función de las potencias
contratadas en cada período tarifario y, en su
caso, dependiendo de cada tarifa, las potencias
realmente demandadas en el mismo durante el
período de facturación considerado.
Término de energía activa: El término de
facturación de energía activa será el sumatorio
resultante de multiplicar la energía consumida
y medida por contador en cada período
tarifario por el precio término de energía
correspondiente. El término de facturación de
energía activa se facturará mensualmente,
incluyendo la energía consumida en el mes
correspondiente a cada período tarifario. En
la tarifa simple de baja tensión, la facturación
podrá ser bimestral.
Término de energía reactiva: El término
de facturación por energía reactiva será de
aplicación a cualquier tarifa, para lo cual se
deberá disponer del contador de energía
reactiva permanentemente instalado, excepto
en el caso de la tarifa simple de baja tensión
(2.0A). Este término se aplicará sobre todos
los períodos tarifarios, excepto en el período
3, para las tarifas 3.0A y 3.1A, y en el período
6, para las tarifas 6, siempre que el consumo
de energía reactiva exceda el 33 por 100
del consumo de activa durante el período
de facturación considerado (cos j < 0,95) y
únicamente afectará a dichos excesos.
Los suministros acogidos a la tarifa simple
(2.0A de un solo periodo) deberán disponer
de los equipos de corrección del consumo de
energía reactiva adecuados para conseguir
como máximo un valor medio del mismo del 50
por 100 del consumo de energía activa; en caso
contrario, la empresa distribuidora podrá exigir
al consumidor la instalación, a su costa, del
contador correspondiente o bien instalarlo con
cargo a dicho consumidor cobrando el alquiler
legalmente establecido y efectuar en el futuro
la facturación a este consumidor del término
por energía reactiva correspondiente en los
períodos de lectura en los que el consumo
de reactiva exceda los límites fijados a la
distribución en la regulación correspondiente.
En el caso de suministros acogidos a tarifa
simple nocturna, esto se aplicará sólo al
período tarifario correspondiente a las horas
diurnas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[38]
La energía solar fotovoltaica se basa en la
captación de energía solar y su transformación
en energía eléctrica por medio de módulos
fotovoltaicos.
La células fotovoltaicas son dispositivos
formados por metales sensibles a la luz que
desprenden electrones cuando los fotones
inciden sobre ellos. Convierten energía
luminosa en energía eléctrica.
Están formados por células elaboradas a
base de silicio puro con adición de impurezas
de ciertos elementos químicos, siendo capaces
de generar cada una de 2 a 4 Amperios, a
un voltaje de 0,46 a 0,48 V, utilizando como
materia prima la radiación solar.
Paneles solares fotovoltaicos.
Las células se montan en serie sobre
paneles o módulos solares para conseguir
un voltaje adecuado a las aplicaciones
eléctricas; los paneles captan la energía solar
transformándola directamente en eléctrica en
forma de corriente continua, que se almacena
en acumuladores, para que pueda ser utilizada
fuera de las horas de luz.
Los módulos fotovoltaicos admiten tanto
radiación directa como difusa, pudiendo generar
energía eléctrica incluso en días nublados.
Elementos
GENERADOR SOLAR: conjunto de paneles
fotovoltaicos que captan energía luminosa y
3.3.9. Energía fotovoltaica en cubierta naves (inversión financiera)
Otros aspectos de los contratos de las
tarifas de acceso.
Con carácter general, el contrato será anual,
existiendo excepción a esta norma en los
casos de contratos de temporada (<12 meses
de forma repetitiva) y contratos eventuales
(<12 meses para un fin concreto; transitorio
y esporádico), que tienen un recargo en el
término de potencia.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [39]
la transforman en corriente continua a baja
tensión.
ACUMULADOR: Almacena la energía
producida por el generador. Una vez
almacenada la energía eléctrica se transforma
a través de un inversor de corriente continua
en corriente alterna.
REGULADOR DE CARGA: Su función es
evitar sobrecargas o descargas excesivas al
acumulador, puesto que los daños podrían ser
irreversibles. Debe asegurar que el sistema
trabaje siempre en el punto de máxima
eficacia.
INVERSOR: Se encarga de transformar
la corriente continua producida por el campo
fotovoltaico en corriente alterna, la cual
alimentará directamente a los usuarios.
Un sistema fotovoltaico no tiene porque
constar siempre de estos elementos, pudiendo
prescindir de uno o más de éstos, teniendo en
cuenta el tipo y tamaño de las cargas a alimentar,
además de la naturaleza de los recursos
energéticos en el lugar de instalación.
Aplicaciones
Tradicionalmente este tipo de energía
se utilizaba para el suministro de energía
eléctrica en lugares donde no era rentable la
instalación de líneas eléctricas. Con el tiempo
su uso se ha ido diversificando hasta el punto
que actualmente resultan de gran interés las
instalaciones solares en conexión con la red
eléctrica.
Viabilidad técnico-económica
La tendencia actual en generación
fotovoltaica se basa en contratos con empresas
del sector y con apoyo financiero de la banca
que se traducen en la instalación de sistemas
de generación fotovoltaica en los techos de
las naves industriales con un retorno de la
inversión en el entorno del 10% gracias a las
importantes primas (sobre el kw-h producido)
vigentes. Desde el punto de vista del cliente este
tipo de contratos se traducen en una inversión
financiera con un riesgo relativamente bajo
con un retorno financiero fijo. Como ejemplo
el coste de una instalación de 80 kw ronda
los 400,000 €, es decir, unos 5,000 € por kw
instalado, produciendo en el entorno de 40,000
€/anuales netos en base a la actual normativa
de primas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[40]
La cogeneración es el procedimiento
mediante el cual se obtiene simultáneamente
energía eléctrica y energía térmica útil (vapor,
agua caliente sanitaria, hielo, agua fría, aire
frío, por ejemplo).
La gran ventaja de la cogeneración es la
eficiencia energética que se puede obtener,
entendiendo por tal la energía útil que se
obtiene sobre la energía química primaria
teórica del combustible utilizado.
Al generar electricidad mediante una dinamo
o alternador, movidos por un motor térmico o
una turbina, el aprovechamiento de la energía
química del combustible es del 25% al 40%
solamente, y el resto debe disiparse en forma
de calor. Con la cogeneración se aprovecha
una parte importante de la energía térmica que
normalmente se disiparía en la atmósfera.
Este procedimiento tiene aplicaciones
tanto industriales como en ciertos edificios
singulares en los que el calor puede emplearse
para calefacción, para refrigeración (mediante
sistemas de absorción) y preparación de agua
caliente sanitaria como por ejemplo grandes
superficies de ventas, ciudades universitarias,
hospitales, etc.
Para ello se pueden emplear:
Turbina de vapor
Turbinas de vapor a contrapresión: cuando el
volumen de vapor necesario para los servicios
auxiliares es igual que el de la turbina.
Turbinas de vapor con toma intermedia,
cuando sólo una parte del vapor de la turbina
es necesario para los servicios auxiliares.
Turbina de gas
Motor de combustión
Pila de combustible
El aprovechamiento del calor residual que
en otro tipo de instalaciones sólo se emplea
parcialmente, hace que el rendimiento
de las instalaciones de cogeneración sea
notablemente superior; razón por la que
actualmente se están fomentando este tipo de
instalaciones.
Estos sistemas funcionan bien cuando
la demanda de calor o frío es bastante
estable, puesto que de no serlo, una de dos:
o la generación de electricidad varía también
acompasadamente, o es necesario tener unos
disipadores de calor para liberarse del calor
sobrante cuando la demanda es escasa.
3.3.10. Técnicas de Cogeneración
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [41]
Humos calientes de los hornos de secado.
El calor residual de los humos calientes del
horno de secado puede aprovecharse en el
calentamiento del aire de combustión o en el
calentamiento de agua para su uso en el proceso.
Mediante estas tecnologías se puede
aumentar el rendimiento, y por lo tanto,
disminuir el consumo en un 5% ó 10%.
3.3.11. Aprovechamiento de calores residuales
Una instalación de energía mini eólica
consiste en un pequeño aerogenerador
conectado a las redes de baja tensión, con
capacidad de producir un máximo de 100kW.
En su gran mayoría y a nivel doméstico y
de PYMES, son instalaciones de no más
de 10kW, superándose dicha potencia para
aplicaciones industriales de mayor entidad y
agrícolas.Las aplicaciones de estos sistemas,
se diferencian en:
3.3.12. Sistemas de generación de energía eléctrica mini-eólica
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[42]
Instalaciones de energía mini eólica en •
lugares aislados donde se aporta un gran
beneficio al disponer de energía eléctrica
en lugares aislados donde no llega la red
de distribución convencional.
Instalaciones de energía mini eólica que •
pueden conectarse a la red eléctrica
con las tarifas actuales los equipos se
amortizan con la venta de electricidad,
convirtiéndose en un negocio de cierta
rentabilidad.
La mayoría de los promotores eligen la •
energía mini eólica como complemento
de los huertos solares, en instalaciones
híbridas, ya que cuando no hay sol, el
viento es el complemento perfecto para
seguir produciendo energía.
Una instalación de energía mini eólica aporta
una serie de valores añadidos:
No contaminan. •
Apenas ocupan espacio. •
Requieren un bajo mantenimiento. •
El establecimiento de una prima o ayuda
adecuada permitiría el desarrollo del sector,
lo que a su vez desarrollaría la "curva de
aprendizaje", que permitiría reducir los costes
y ampliar la demanda.
Aplicación
Según norma IEC 61400-2: área inferior a •
2 m2, diámetro menor de 1,6 m, potencia
unitaria de hasta 1 kW (no es necesario
incluir la torre en el cálculo estructural).
Según norma IEC 61400-2 Ed1: área •
inferior a 40 m2, diámetro menor de 7 m y
la potencia unitaria abarca de 0 a 10 kW.
Según norma IEC 61400-2 Ed2 (novedad): •
área inferior a 200 m2, diámetro de menos
de 15 m y la potencia unitaria se sitúa
entre 0-5 kW.
Criterio de conexión en BT: similitud con •
instalaciones fotovoltaicas de potencia
nominal inferior a kW y diámetro del orden
de 20 m.
La energía mini-eólica a día de hoy tiene unas
características de desarrollo muy diferentes al
del resto de fuentes de generación renovables.
Desde un punto de vista tecnológico:
No existe madurez en el sector (dispersión de •
parámetros, fabricación bastante artesanal,
lazos de regulación mayormente pasivos).
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [43]
Su fiabilidad y eficiencia es mejorable (falta •
de mecanismos de certificación, falta de
documentación).
Aplicaciones aisladas y conectadas a red: •
Se exige tecnología muy robusta, ya que
requiere de bajos costes de operación
y mantenimiento y cercanía con zonas
habitadas.
Se exige bajo nivel de emisiones de ruido •
y vibraciones y nuevas normas que sean
útiles, fiables y sencillas.
Desde el punto de vista económico:
Falta de marco de adecuado de apoyo. •
Tiene un alto coste específico (€/kW). •
Se precisa un apoyo en la gestión de •
permisos y acceso a la red.
Ventajas
Un aerogenerador de 15 kW produce entre •
20,000 y 30,000 kWh de media, evitando
la emisión de alrededor de 14 toneladas
de CO2.
Puede suministrar electricidad en lugares •
aislados y alejados de la red eléctrica.
Causa menor impacto visual que las •
máquinas grandes.
Genera energía junto a los consumo, por lo •
que reduce las pérdidas en el transporte.
Es accesible a muchos usuarios, sin •
apenas necesidad de obra civil, y su
instalación es sencilla.
Estimula la concienciación a nivel PYME •
del problema energético.
Funciona con vientos moderados y no requiere •
de estudios de viabilidad complicados.
Inconvenientes
La energía mini-eólica se utiliza normal-
mente en lugares con bajas velocidades
medias anuales, ya que el lugar de instalación
viene impuesto por el usuario. Además, su
instalación se realiza a baja altura, donde
existe flujo turbulento, y en el caso urbano,
además de flujo turbulento, suele ser inclinado.
Es necesario todavía reducir las emisiones de
ruido acústico y las vibraciones.
Desarrollo industrial de las aplicaciones
South West Windpower desarrolla un •
nuevo prototipo de 1,8 kW (Sky Stream).
Abundant Renewable Energy está •
desarrollando un nuevo concepto de 10 kW
-Wetzel Engineering está desarrollando un
aerogenerador de 6 kW.
Composite Engineering desarrolla una •
nueva pala de bajo coste de fabricación
de 7,5 m de longitud.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[44]
Potencia nominal
Características
Costes
Rendimiento
Altura torre
Coste auxiliar e instalación
Emisiones evitadas (T CO2/año)
Configuración rotor
Coste total
Costes de producción ($/kWh)
Nº palas
Coste por kW
Diámetro motor (m)
Coste aerogenerador
Energía anual (kWh/año)
10 kW
6.724
Barlovento3
50 kW
1525
Barlovento3
5 kW
512
Barlovento3
3000 W
3.712
Barlovento2
1500 W
2.712
Barlovento2
35.000 €
17.200
15.000 €
8,6
50.000 €
0,31 $
5.000 €
110.000 €
85.500
55.000 €
42,75
165.000 €
0,18 $
3.300 €
24.000 €
10.000
6.000 €
5,0
30.000 €
0,35 $
6.000 €
5.800 €
3.800
4.500 €
1,9
10.300 €
0,43 $
6.400 €
3.800 €
2.500
4.000 €
1,4
7.800 €
0,45 $
5.200 €
Potencial eólico aplicado:20 % (1.752 horas equivalentes) Sistemas conectados a Red
Aun asumiendo el coste de instalación por
kw más bajo (3,300 €/kw) en el caso de una
instalación de 50 kw. La rentabilidad es muy
baja:
Coste instalación: 165,000 €
Energía producida: 85,500 kw-h/año
Asumiendo que el aerogenerador disminuye
el consumo eléctrico de la fábrica con un coste
promedio de 0,10 €/kw-h:
Ahorro electricidad: 85,500 kw-h/año x 0,10
€/kw-h = 8,550 €/año
Es decir la rentabilidad se sitúa en el entorno
del 5%. Al igual que en otras fuentes de energía
renovable los sistemas no son especialmente
atractivos por sí mismos y sólo se justifican en
base a primas y subvenciones a la inversión
que eleven la rentabilidad a valores por encima
de, al menos, el 20%.
Princenton Power Systems desarrolla un •
nuevo convertidor para aerogeneradores
de potencia menor que 100 kW.
SNL Distributed Energy Technology •
Laboratory ensaya dos nuevos prototipos
de aerogeneradores de 50 kW.
Conclusiones
Existe un prometedor mercado para el
empleo de pequeños aerogeneradores en
aplicaciones aisladas y también en sistemas
conectados a red. La tecnología de pequeños
aerogeneradores funciona, pero presenta aún
elevados costes, baja fiabilidad, especialmente
en zonas de mucho viento, y bajas prestaciones;
aunque existen empresas españolas bien
posicionadas en el proceso de lanzamiento de
la tecnología mini-eólica. Por todo lo visto con
anterioridad, la energía mini-eólica necesita de
apoyo público y desarrollo tecnológico, que se
establezca el marco regulatorio que active el
mercado, permitiendo desarrollar tecnología
con alta fiabilidad y costes competitivos. Es
preciso obtener los apoyos necesarios para
mejorar la fiabilidad de los aerogeneradores
pequeños para todo tipo de aplicaciones y
desarrollar la estandarización y tecnología de
fabricación en masa, que permita bajar los
precios.
Viabilidad técnico-económica
Los datos disponibles según tabla adjunta:
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [45]
Para lograr una mejora sostenible en la
eficiencia energética de una planta se precisa
un Sistema de Gestión que permita una mejora
continua de los procesos. El Sistema de
Gestión puede ser muy sencillo dependiendo
del tamaño y complejidad de la planta. Los
puntos típicamente considerados en este tipo
de sistemas son:
Medición de consumos y definición de
parámetros y puntos de medida principales:
Obtención de históricos.
El primer paso para mejorar es conocer cual
es el punto de partida. Para ello es preciso
definir los consumos energéticos existentes y
su medida parcial (por consumidores) y total.
En el caso que nos ocupa dichos consumos
son el eléctrico y el de combustible (gas
natural / gas-oil). Ya que no existe medición
por consumidores nos podemos basar en el
histórico obtenido de las facturas.
También conviene definir los parámetros
principales que nos permitirán inferir el estado
de los equipos y si se precisan actuaciones
de mantenimiento o limpieza. Los parámetros
son:
Caldera de vapor:
Temperatura de humos.
Composición de humos.
Calidad del agua (TDS).
Temperatura del agua de alimentación.
Hornos:
Temperatura de humos.
Composición de humos.
Baños:
Temperatura del baño.
Temperatura de entrada y de salida del
agua.
Definición de indicadores energéticos:
Objetivos.
En ocasiones, cuando la producción es
variable, el histórico de consumo energético
no permite realizar análisis de la evolución de
la eficiencia energética que irá variando con la
producción. En estos casos, para evitar errores
3.3.13. Implantación de un sistema de gestión para la mejora de la eficiencia energética.
Identificación de oportunidades de mejora de mantenimiento: aislamiento, mejoras de
control: on-off vs contínuo, etc.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[46]
conviene definir indicadores (por ejemplo
kw-h/kg de metal tratado). Una vez definido el
parámetro conviene fijar objetivos. Conforme
se vayan implantando mejoras energéticas los
objetivos deberán ser más exigentes reflejando
la mejora continua del proceso.
Definición de responsabilidades:
Coordinador energético.
El sistema de gestión debe tener un
responsable o Coordinador Energético cuyas
funciones deberían ser:
• Seguimiento de los datos.
• Elaboración de propuestas de mejora.
• Fijación y seguimiento de objetivos.
En el caso que nos ocupa dicho Coordinador
podría ser alguien de la propia empresa o
un representante de AIMME que impulse el
proceso de mejora continua.
Planificación del mantenimiento.
El sistema de gestión debe incorporar un
plan de mantenimiento anual donde se detallen
las actividades a realizar y la periodicidad de
las mismas. Algunas de las actividades estarán
relacionadas con el ahorro energético y otras
vendrán exigidas por la legislación. Un ejemplo
de propuesta en este caso sería:
Limpieza química de la caldera: anual.
Limpieza de tubos de caldera: anual.
Limpieza luminarias: 6 meses.
Revisión y regulación de quemadores: 6
meses.
Revisión de los elementos de control de la
caldera: anual.
Pruebas de presión y de seguridades: según
legislación.
Revisión elementos control baños: anual.
Revisión estado general de la instalación:
aislamiento, corrosión, pintura, etc.: anual.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [47]
Los indicadores son una herramienta
de gestión, utilizada habitualmente por las
empresas, para el seguimiento y evaluación
de aspectos que consideran relevantes y
significativos.
Los indicadores son parámetros capaces
de proporcionar de una forma relevante y
resumida el comportamiento y la evolución
de la empresa con respecto a los aspectos
susceptibles de estudio y seguimiento.
A continuación se propone un conjunto de
indicadores de fácil aplicación con los que la
empresa puede evaluar la eficiencia en el uso
de la energía.
Consumo de energía
Este indicador puede obtenerse directamente
a partir de la suma del total de los tipos de
energía consumida en una empresa,
3.4. Indicadores eficiencia energética
O relacionarlo con la situación actual de la
empresa o rendimiento de la producción es
decir, utilizar datos como la facturación anual,
el número de piezas fabricadas, número de
horas trabajadas, número de trabajadores,
etc. En este caso hablaremos de consumos
específicos de energía. Estos indicadores
permiten la comparación con respecto a
índices internacionales para los mismos
sectores industriales y pueden ser la base para
el desarrollo de programas de optimización
energética. Si el consumo específico de un
proceso aumenta, esto quiere decir que la
eficiencia del mismo está disminuyendo, y
viceversa.
Los indicadores más utilizados son:
Consumo total de energía = ∑ todas las fuentes de energía utilizadas en la empresa (G J)
Consumo específico de energía =Consumo total de energía (Giga Julios)
Rendimiento producto (UP)
Cuota de fuente de energía = (%)Consumo por fuente de energía (Giga Julios)
Consumo total de energía (Giga Julios)
Intensidad energética = (%)Consumo de energía de un proceso (producto) en (GJ)
Consumo total de energía (GJ)
Resultan muy útiles también, el uso de
indicadores específicos para el consumo de
un tipo de energía, por ejemplo de energía
eléctrica por la importancia de este tipo de
energía sobre las demás.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[48]
Consumo energías limpias = (%)Fuel-oil + Gasóleo + Carbón (GJ)
Gas natural + Propano + Electricidad (GJ)
Ahorro (%) =
Producció año n-1 (kg) Producció año n (kg)
Consumo de energía año n-1 (€) Consumo de energía año n (€)
Producció año n (kg)
Consumo de energía año n (€)
Debido a la diversidad de fuentes de energía
que una empresa puede utilizar, resulta
interesante la conversión a una única unidad
de energía que permita obtener un indicador
global y agrupado. La unidad que utilizaremos
será el GigaJulio (GJ), mostrándose a
continuación los factores de conversión para
diferentes fuentes de energía.
Fuente de energía
Fuel-oil
Gasóleo
Gas natural
Propano
Carbón
Electricidad
Cantidad Factor de conversión
kg/año x 0,04 GJ/kg
kg/año x 0,042 GJ/kg
m3N/año x 0,038 GJ/m3N
m3N/año x 0,096 GJ/m3N
kg/año x 0,017 GJ/kg
kWh/año x 0,0036 GJ/kWh
Cantidad equivalente
(GJ/año)
Ahorro propiciado por la implantación de
mejoras de eficiencia energética.
Desde un punto de vista directivo, tienen
un interés adicional los ahorros y/o costes
totales de energía. Una forma de evidenciar
la importancia de las propuestas de mejora
adoptadas es utilizar indicadores de ahorro,
calculando con respecto a ejercicios años
anteriores los ahorros que supone la
implantación de medidas como:
Cambio de tarifa eléctrica. •
Aprovechamiento de calores residuales. •
Modificación del sistema de iluminación. •
Etc. •
También, se puede poner de manifiesto la
importancia que tiene para una empresa el
uso de fuentes de energía de baja emisión,
haciendo uso de indicadores como el consumo
de energías más limpias o bien el consumo de
energía renovables.
Consumo electricidad = (%)Facturación anual (EUROS)
Consumo total de energía (Giga Julios)
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [49]
4. Oportunidades de mejora de eficiencia energética en el sector metal-mecánico
En este apartado se pretende dar una visión
del grado de implantación de las propuestas de
mejora de eficiencia energética, planteadas en
el punto 3.3, y las limitaciones o desventajas
que encuentran las empresas auditadas en el
proyecto para su implantación.
Los resultados que aquí se muestran
proceden de los estudios realizados a las 25
empresas participantes en el proyecto, pudiendo
extrapolarse a un estándar de la industria del
sector metal-mecánico PYME, desarrollando
la mayoría de ellas la actividad de fabricación
de productos metálicos: herrajes, lámparas,
joyería, mueble metálico y representado por
empresas con una ocupación de media entre
10 y 15 empleados. Las propuestas de mejora
indicadas en el apartado 3.3 fueron estudiadas
en función del equipamiento y el proceso
productivo desarrollado en cada empresa.
4.1. Mejoras relacionadas con los recursos energéticos empleados
4.1.1. Utilización de combustibles fósiles (gas-oil/gas natural) para el proceso de
calentamiento de baños sustituyendo las resistencias eléctricas.
Grado de implantación en las empresas
participantes.
La utilización de combustibles fósiles para
el proceso de calentamiento de baños es
una mejora conocida e implantada, en las
empresas auditadas que disponen de baños y
que trabajan a temperaturas, en una proporción
similar al uso de resistencias eléctricas.
Limitaciones para la implantación de la
mejora.
Se requiere información de la que a •
veces no disponen las empresas como
son los consumos anuales actuales de
electricidad, el factor de carga de los
equipos, la potencia real consumida, horas
de funcionamiento anual, etc. Información
necesaria para poder realizar un estudio
de las necesidades del nuevo sistema de
calefacción y los consumos previstos.
En el contexto del proyecto, se han •
planteado estudios de viabilidad técnico
– económico, sobre la posibilidad de
modificación del sistema de calefacción de
los baños a las empresas que disponían
calefacción a base de resistencias
eléctricas, proporcionado un resultado
positivo y rentable su implantación. La
falta de datos en algunas empresas ha
imposibilitado la evaluación más justa de
los periodos de retorno de la inversión de
las nuevas instalaciones.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[50]
Grado de implantación en las empresas
participantes
Actualmente pocas empresas participantes
en el proyecto han sustituido en las calderas y
hornos de secado un combustible pesado por
uno más ligero.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
Para empresas con bajos consumos, en •
calderas y hornos de secado, no resulta
rentable la modificación de los sistemas
actuales que utilizan combustible C por
sistemas alimentados por gas natural,
debido a que los períodos de retorno de
las inversiones están muy próximo a la
vida útil de la instalación.
Aunque el gas natural (0.03 €/kW-h) •
supone un ahorro del 50% en combustible
frente al gasóleo C (0.064 €/kW-h) siendo
además un combustible con menor
impacto ambiental, no es suficiente para
rentabilizar la inversión que supone
acometer las modificaciones necesarias
en la instalación.
4.1.3. Utilización de energía solar como energía de apoyo al calentamiento de los baños y
otros procesos con demanda de calor a baja temperatura (<75 ºC).
Grado de implantación en las empresas
participantes
La implantación de sistemas de energía
solar térmica, como energía de apoyo para
la producción de agua caliente destinada
a consumo industrial, ya sea agua caliente
sanitaria, calefacción o para producción de
agua caliente para procesos, es prácticamente
nula.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
El inconveniente que presenta esta •
propuesta de mejora en las empresas
visitadas, es la limitación de la instalación
únicamente para calefacción y ACS (Agua
Caliente Sanitaria).
Teniendo en cuenta la inversión que •
supone la nueva instalación; placas
solares, depósito acumulador, bomba
de recirculación e intercambiadores de
calor, el rendimiento económico real de la
propuesta resulta ser bajo.
4.1.2. Sustitución del gasóleo C como combustible por gas natural en calderas y hornos
de secado.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [51]
4.2. Empleo de mejoras tecnológicas
4.2.1. Estudio de instalación de rectificadores de última tecnología (IGBT) en los procesos
de recubrimiento por vía electroquímica.
Grado de implantación en las empresas
participantes
Las auditorías realizadas indican que la
utilización de rectificadores de última tecnología
(IGBT) para procesos electroquímicos, es una
propuesta de mejora conocida pero con una
implantada nula en las empresas visitadas.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
La utilización de rectificadores de última •
tecnología es una tecnología de eficiencia
energética poco implantada. La falta de
información acerca de la eficacia eléctrica
y potencia de los equipos actuales y la
disposición en algunos casos, solamente
de datos parciales, complica la estimación
de las mejoras potenciales.
La baja implantación de esta medida •
puede ser debida al espíritu conservador
de las empresas del sector.
Se recomienda recabar información del •
proveedor o fabricante en cuanto a los
rendimientos de los equipos instalados
para su comparación con las actuales
tecnologías (IGBT) que pueden alcanzar
rendimientos por encima del 90% en
función de la potencia requerida.
4.2.2. Uso de variadores de frecuencia en motores de equipos rotativos.
Grado de implantación en las empresas
participantes
La utilización de variadores de frecuencia
para poder regular la velocidad de giro de
los motores eléctricos asincrónicos, es una
propuesta prácticamente inexistente en las
empresas visitadas.
Limitaciones para la implantación de la mejora
El uso de variadores de frecuencia no •
resulta viable en las empresas visitadas,
debido a que los motores utilizados
habitualmente para el accionamiento de
bombas, compresores, ascensores, grúas
y cualquier tipo de máquina que requiera
accionamiento, son de poca potencia,
por lo que el ahorro de energía logrado
con estos dispositivos electrónicos es
considerablemente bajo.
Aunque el precio de los variadores de •
frecuencia ha disminuido mucho en los
últimos años su instalación se justificaría
en equipos de una cierta potencia y con
régimen de funcionamiento por debajo del
nominal una parte significativa del tiempo.
Grado de implantación en las empresas
participantes
Según el estudio llevado a cabo, el uso de
lámparas de alto rendimiento y de sistemas
automáticos de encendido y apagado sería
una mejora factible para el 100% de las
empresas.
Para conocer las posibilidades de un
aumento de la eficiencia del alumbrado es
necesario:
4.2.3. Mejoras de iluminación: Uso de lámparas de alto rendimiento y de sistemas automá-
ticos (temporizados o por fotocélula) de encendido y apagado de la iluminación.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[52]
Evitar el uso innecesario del alumbrado •
(iluminación demasiado fuerte).
Reducir el uso de energía útil necesaria •
(mejor reflexión de la luz).
Mejorar el nivel de eficiencia del sistema •
(buena regulación).
Utilizar caudales de energía eficientes (luz •
natural).
El primer paso para comprobar si se puede
reducir el consumo de electricidad a través
de los sistemas de iluminación, es comprobar
la demanda de energía real. Seguidamente,
comprobar si la potencia de iluminación
instalada corresponde a la iluminación necesaria
o si por el contrario está sobredimensionada y
comprobar si se puede disminuir la reflexión
luminaria. La mayoría de estudios de los que
disponen las empresas relacionados con
sistemas de alumbrado proporcionan medidas
de luxes en los distintos puestos de trabajo, en
área de seguridad y prevención.
La mayoría de la empresas visitadas
disponen de sistemas de regulación y control
adecuado de sus lámparas en zonas comunes
(sanitarios, comedores, etc) y zonas de oficinas
y despachos. Se hecha de menos la adopción
de estas medidas en grandes superficies
como son almacenes y naves industriales,
donde en ocasiones la concentración de
personal se encuentra en una zona reducida,
encontrándose iluminada toda la superficie.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
Según el estudio llevado a cabo el uso de
lámparas de alto rendimiento y de sistemas
automáticos de encendido y apagado es una
mejora factible para el 100% de las empresas.
Para la selección e implantación del sistema
de alumbrado más eficiente para cada tipo de
empresa, es aconsejable seguir las siguientes
recomendaciones:
El nivel de iluminación estará determinado •
en función de la actividad laboral realizada
en cada área y/o dependencia.
Aprovechar siempre que sea posible la luz •
natural, procurando que esta no produzca
deslumbramientos en el trabajo.
Sustituya los tubos fluorescentes •
tradicionales por otros de alto rendimiento,
pues obtendrá un 10 % de mayor flujo
luminoso con menor consumo y mayor
vida.
Los sistemas de arranque de lámparas de •
descarga deben de ser electrónicos para
obtener un menor consumo (balastos
electrónicos).
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [53]
El bajo coste de mantenimiento, es tan •
importante como la maquinaria moderna
y un personal motivado. De instalar una
iluminación buena y eficaz, es de sentido
común que se obtendrá menores costos
de energía y mantenimiento.
Utilice, siempre que sea posible, detectores •
de presencia o temporizadores, en servicios,
despachos individuales, almacenes
interiores o pasillos con escasa presencia.
Cuando realice una sustitución de •
lámparas, sistemas auxiliares y luminarias
intente que sean del mismo fabricante o
de características semejantes. no siempre
es un buen ahorro, el comprar aparatos
más económicos.
Una limpieza de lámparas y luminarias •
programada dos veces al año, implica una
reducción del 20 % en el consumo al tener
que instalar menor número de lámparas.
4.3. Alternativas energéticas. Empleo de Energías renovables
4.3.1. Energía fotovoltaica en cubierta naves (inversión financiera).
Grado de implantación en las empresas
participantes
La instalación de paneles solares
fotovoltaicos conectados a la red eléctrica, en
las empresas participantes en el proyecto es
nula.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
La tendencia actual en generación •
fotovoltaica se basa en contratos con
empresas del sector y con apoyo financiero
de la banca que se traducen en la instalación
de sistemas de generación fotovoltaica en
los techos de las naves industriales con
un retorno de la inversión en el entorno
del 10% gracias a las importantes primas
(sobre el kw-h producido) vigentes. Desde
el punto de vista del cliente este tipo de
contratos se traducen en una inversión
financiera con un riesgo relativamente
bajo con un retorno financiero fijo. Como
ejemplo el coste de una instalación de 80
kw ronda los 400,000 €, es decir, unos
5,000 € por kw instalado, produciendo en
el entorno de 40,000 €/anuales netos en
base a la actual normativa de primas.
Los estudios de viabilidad técnica, •
realizados en el contexto del proyecto,
proporcionan resultados favorables para
la posible implantación en el 100 % de
las instalaciones. Señalar la necesidad
incondicional del apoyo financiero por
parte de la banca y en base a la actual
normativa de primas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[54]
4.4.2. Estudio de cambio de tarifa eléctrica.
Grado de implantación en las empresas
participantes
El estudio realizado sobre la totalidad de
las empresas muestra un amplio espectro de
tarifas eléctricas, aplicándose en cada empresa
el tipo de tarifa acorde a las características de
consumos (horario) y potencia. Aún así resulta
interesante en todas ellas considerar el estudio
de la aplicación de otras tarifas teniendo en
cuenta las nuevas tarifas disponibles según los
recientes cambios legislativos.
Limitaciones para la implantación de la mejora
La estructura de las tarifas eléctricas es •
compleja y la legislación cambiante. Se
recomienda para todas las empresas
considerar el estudio de la aplicación de
otras tarifas eléctricas en consonancia con
los recientes cambios legislativos.
4.3.2. Sistemas de generación de energía eléctrica mini-eólica
Grado de implantación en las empresas
participantes
Los sistemas de generación de energía
eléctrica mini eólica, tanto aislados como
conectados a la red eléctrica, tienen una
implantación nula en las empresas visitadas,
como se desvela en el estudio realizado.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
Actualmente la implantación de esta fuente •
de generación renovable, es nula, debido
a falta de madurez en el sector, bajas
prestaciones, baja fiabilidad, implicación
de elevados costes y con una rentabilidad
situada entorno a un 5%, por lo que no
resulta atractivo para las empresas.
Además presenta otros inconvenientes •
para su implantación como es el lugar
de ubicación de los aerogeneradores,
generalmente a baja altura, donde existe
flujo turbulento y es necesario reducir
las emisiones de ruido acústico y las
vibraciones.
4.4. Eficiencia energética y ahorro
4.4.1. Compensación energía eléctrica reactiva.
Grado de implantación en las empresas
participantes
Un elevado número de las empresas
visitadas tienen actualmente implantado una
correcta compensación de la energía eléctrica
reactiva.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
La propuesta de mejora planteada no
presenta limitaciones, en su caso plantearemos
recomendaciones para aquellas empresas
que actualmente no poseen de sistemas de
compensación:
Se recomienda la instalación de sistemas •
adicionales de compensación de reactiva
para evitar recargos en la factura eléctrica
en las empresas que actualmente no los
disponen.
La compensación de energía reactiva •
se realiza con la conexión en paralelo
de capacitancias (condensadores). Las
alternativas de compensación más usuales
en sistemas trifásicos son:
- Compensación individual.
- Compensación en grupo.
- Compensación central.
Se recomienda realizar estudios de calidad •
de energía eléctrica antes de decidir el tipo
de condensador a instalar.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [55]
4.4.3. Técnicas de Cogeneración.
Grado de implantación en las empresas
participantes
Aunque la cogeneración es una técnica
madura con la que puede aprovechar una
parte importante de energía térmica que
normalmente se disipa a la atmósfera, no
es una mejora implantada en las empresas
visitadas en el proyecto.
Estos sistemas de poseen un hándicap y
es que funcionan bien cuando la demanda de
calor o frío es bastante estable, puesto que de
no serlo: o la generación de electricidad varía
también acompasadamente, o es necesario
tener disipadores de calor para liberar el calor
sobrante cuando la demanda es escasa.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
Actualmente la aplicación de esta •
tecnología es nula. La mayoría de las
empresas visitadas presentan variables
y bajos consumos caloríficos, de ahí que
sólo en un pequeño bajo porcentaje de los
estudios de viabilidad técnica realizados
en el proyecto se obtienen resultados
factibles y posiblemente rentables para la
instalación de sistemas de cogeneración.
Para ajustar el diseño y conocer de •
una forma precisa la rentabilidad de
la inversión es necesario disponer de
balances de calor, energía eléctrica y
horas de funcionamiento anuales de la
instalación, datos que las empresas a
veces no disponen.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[56]
4.4.4. Aprovechamiento de calores residuales.
Grado de implantación en las empresas
participantes
El aprovechamiento de calores residuales,
bien procedentes de la refrigeración de
rectificadores o del calor residual de los humos
calientes de hornos de secado, puede suponer
la disminución en el consumo (generalmente
gas natural) entre un 5% y un 10%, aún así no
es una mejora de eficiencia implantada en las
empresas participantes en el proyecto.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
La implantación de esta mejora de •
ahorro energético puede tener resultados
favorables en función de las características
de los procesos llevados a cabo en las
empresas.
El aprovechamiento de calores residuales, •
bien procedentes de la refrigeración de
rectificadores o del calor residual de los
humos calientes de hornos de secado,
puede suponer la disminución en el
consumo (generalmente gas natural) entre
un 5% y un 10% para las empresas.
En el caso de rectificadores enfriados por •
agua, el salto de temperatura habitualmente
recomendado por los fabricantes es
relativamente bajo (del orden de 10ºC).
Dado el bajo caudal empleado (del orden
de 1m3/h) y el bajo salto térmico es difícil
emplear este calor de forma útil. Sin
embargo, se recomienda la reutilización
de éste agua mediante recirculación en
torres de refrigeración.
El calor residual de los humos calientes de •
los hornos de secado puede aprovecharse
en el calentamiento del aire de combustión
o en el calentamiento de agua para su uso
en el proceso, implicando aumentos en el
rendimiento de los procesos.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [57]
Grado de implantación en las empresas
participantes
Para lograr una mejora sostenible en la
eficiencia energética de una planta se precisa
un Sistema de Gestión que permita una mejora
continua de los procesos. Se trata de una
técnica aplicable a todas las empresas aunque
actualmente prácticamente ninguna empresa
posee un sistema de gestión de eficiencia
energética implantado.
Entre las empresas visitadas solo aquellas
que disponen de sistemas de gestión, bien de
calidad o medioambiente, poseen indicadores
que muestran la evolución de la empresa. El
indicador de consumo específico de energía es
uno de los más utilizados, con el se relaciona el
consumo de energía (eléctrica en su mayoría)
con respecto a la producción.
Limitaciones para la implantación de la
mejora
Muchas empresas, sí que poseen datos de •
consumo de diferentes fuentes de energía
(gas natural, electricidad, fuel-oil, etc.) a
nivel anual y global, como dato económico.
Convendría calcular indicadores
específicos para equipamientos a fin de
evaluar la eficacia de los mismos.
Se aprecia una falta de datos, controles, •
mediciones, seguimiento y realización
de históricos por parte de las empresas,
siendo necesarios para la realización de
estudios más detallados a partir de los
cuales poder implantar serías propuestas
de mejora de eficiencia energética.
Un punto de partida importante implica la •
selección de indicadores de eficiencia.
4.5. Implantación de Sistemas de gestión de eficiencia energética
4.5.1. Implantación de un sistema de gestión para la mejora de la eficiencia energética.
Identificación de oportunidades de mejora de mantenimiento: aislamiento, mejoras de
control: on-off vs contínuo, etc.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[58]
5. Buenas prácticas para mejorar la eficiencia energética. Ahorros en energía eléctrica
5.1. Sistema de iluminación
Limpiar periódicamente las luminarias, •
porque la suciedad disminuye el nivel
de iluminación de una lámpara hasta un
20%.
Apagar las luces que no se necesiten. •
Evaluar la posibilidad de utilizar luz natural, •
instalando calaminas transparentes o
similares.
Usar colores claros en las paredes, muros •
y techos, porque los colores oscuros
absorben gran cantidad de luz y obligan a
utilizar más lámparas.
Remplazar los fluorescentes T-12 •
convencionales de 40 W por fluorescentes
delgados de T-8 de 36 W porque ilumina
igual. Este reemplazo significa un ahorro
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [59]
económico de 10% en la facturación, ya
que los T-8 consumen 4W menos, utilizan
los mismos sockets y cuestan igual.
Independizar y sectorizar los circuitos •
de iluminación, ayudando a iluminar
sólo los lugares que necesitas.
Instala superficies reflectoras porque •
direcciona e incrementa la iluminación y
posibilita la reducción de lámparas en la
luminaria.
Selecciona las lámparas que suministren •
los niveles de iluminación requeridos en
las normas de acuerdo al tipo de actividad
que se desarrolle.
Utiliza balastros electrónicos, porque •
permiten ahorrar energía hasta un 10
% y corrige el factor de potencia, así
como incrementa la vida útil de los
fluorescentes.
Instalar sensores de presencia, timers y/o •
dimmers para el control de los sistemas
de iluminación de la empresa.
Utilizar luminarias apropiadas como las •
pantallas difusoras con rejillas. No utilizar
difusores o pantallas opacas porque
generan pérdidas de luz.
5.2. Motores eléctricos
Evita el arranque y la operación simultánea •
de motores, sobre todo los de media y gran
capacidad, para disminuir el valor máximo
de la demanda.
Evitar la operación en vacío de los •
motores.
Verifica periódicamente la alineación •
del motor con la carga impulsada. Una
alineación defectuosa incrementa las
pérdidas por rozamiento y puede ocasionar
daños mayores en el motor y en la carga.
Corregir la caída de tensión en los •
alimentadores. Una tensión reducida en los
terminales del motor, genera un incremento de
la corriente, sobrecalentamiento y disminución
de su eficacia. Las normas permiten una
caída de tensión del 5%. Para ellos utiliza
conductores correctamente dimensionados.
Balancear la tensión de alimentación en los •
motores trifásicos de corriente alterna. El
desequilibrio entre fases no debe exceder
en ningún caso en 5%.
Mantener ajustado y en condiciones •
óptimas el interruptor de arranque de los
motores monofásicos de fase partida. El
mal funcionamiento de este accesorio que
se emplea para desconectar el devanado
de arranque (y el condensador en los
motores de arranque por condensador)
provoca un sobre calentamiento en los
conductores ocasionando significativas
pérdidas de energía y fallos en el motor.
Utilizar arrancadores a tensión reducida •
en aquellos motores que realicen un
número elevado de arranques. Con ello
se evita un calentamiento excesivo de los
conductores y se puede logra disminuir
las pérdidas durante la aceleración.
Sustituir en los motores de rotor devanado, •
los reguladores con resistencias para el
control de la velocidad, por reguladores
electrónicos más eficientes, porque las
resistencias llegan a consumir hasta un 20%
de la potencia que el motor toma de la red.
Instalar equipos de control de la •
temperatura del aceite de lubricación de
cojinetes de motores de gran capacidad a
fin de minimizar las pérdidas por fricción y
elevar la eficacia.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[60]
5.3. Transformadores
Conocer la carga asociada al transformador •
para no sobrecargarlo, y así reducir las
cargas en el Cobre.
Evitar operar con transformadores a •
baja carga (menor al 20%), si es posible
redistribuir las cargas.
Revisar el nivel y la rigidez dieléctrica del •
aceite cada 6 meses, con el fin de controlar la
capacidad aislante y refrigerante del mismo.
Realizar una limpieza periódica del •
transformador es decir superficie del
tanque, aletas disipadoras de calor,
bornes, etc.
Medir con frecuencia la temperatura •
superficial del transformador, ella no
debe ser superior a 55ºC, de ser así debe
revisarse el aceite dieléctrico.
5.4. Sistemas de bombeo
Revisar los filtros de la bomba. Limpiar •
con frecuencia para evitar que las
obstrucciones ocasionen sobre cargas que
aumenten innecesariamente consumos de
energía.
Verificar periódicamente que no hayan •
fugas en los empaques interiores.
Revisar toda la instalación de la tubería •
para verificar que no existen fugas que
puedan ocasionar mayor consumo
eléctrico.
La potencia nominal suministrada por el •
motor, debe ser igual a la que requiere
la bomba para trabajar a su máxima
eficiencia.
El motor debe estar perfectamente alineado •
con la bomba y montado sobre una
superficie que reduzca las vibraciones.
Instalar controles automáticos para •
arrancar y parar el motor de la bomba. Evitar
que se consuma energía eléctrica cuando
la bomba haya dejado de funcionar.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [61]
5.5. Sistemas de refrigeración y climatización
Las puertas de los equipos de refrigeración •
deben permitir el cierre hermético para
impedir la entrada de aire caliente al espacio
refrigerado.
Limpiar con frecuencia los filtros y •
condensadores de los equipos de
refrigeración.
En ambientes climatizados con aire •
acondicionado o calefacción, asegurar el
control de la temperatura, regulando el
termostato convenientemente.
No exigir mucho frío al aire acondicionado •
al momento de ponerlo en marcha. No
refrescará más el ambiente, sólo gastará
más energía.
Considerar la posibilidad de usar •
ventiladores eléctricos para mantener
un ambiente cómodamente fresco,
disminuyendo el consumo con respecto al
costo operacional que supone el uso de
un equipo de aire acondicionado.
5.6. Instalaciones eléctricas
Los conductores sobrecargados presentan •
temperaturas superiores a las normales.
Esto produce pérdidas por calentamiento
y el riesgo de producirse corto circuitos o
incendio, por ello se recomienda:
Revisar la temperatura de operación de •
los conductores. El calentamiento puede
ser causado, entre otras por el calibre
inadecuado de los conductores o por
empalmes y conexiones mal efectuados.
La recomendación anterior se hace •
extensiva a los tableros de distribución,
por tanto debe evitarse sobre cargar los
circuitos derivados del mismo.
Las conexiones flojas o inadecuadas •
aumentan las pérdidas de energía.
Efectuar un programa peródico de ajuste
de conexiones y limpieza de contactos,
bornes, etc.
5.7. Compensación de energía Reactiva
Los transformadores, motores y reactores •
consumen energía reactiva, la cual puede
compensarse mediante la instalación de
bancos de condensadores (de potencia)
ó generadores síncronos para mejorar el
factor de potencia.
La compensación de energía reactiva •
tiene los siguientes beneficios:
Elimina la facturación de energía reactiva. •
Reduce las caídas de tensión. •
Reduce las pérdidas por efecto Joule. •
Protege la vida útil de las instalaciones. •
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[62]
Real Decreto 661/2007 (BOE 26 mayo •
007) por el que se reguló la actividad
de producción de energía eléctrica en
régimen especial.
Real Decreto 47/2007 (BOE 31 enero 2007), •
por el que se aprobó el Procedimiento
básico para la certificación energética de
edificios de nueva construcción. Establece
un procedimiento para determinar el nivel
de eficiencia energética de cada edificio. La
calificación alcanzada en cada caso será
pública y conocida por sus compradores
potenciales.
Real Decreto 1027/2007 (BOE 29 •
de agosto), por el que se aprobó el
Reglamento de instalaciones térmicas en
los edificios (RITE).
Ley 17/2007 por la que se modificó la Ley •
54/1997 del Sector Eléctrico para adaptarla
a lo dispuesto en la Directiva 2003754/CE
sobre normas comunes para el mercado
interior de la electricidad. Se trata de
una adaptación a lo dispuesto en dicha
Directiva. También debe indicarse que la
actividad de suministro a tarifa deja de
formar parte de la actividad de distribución
el 1 de enero de 2009. El suministro pasa
a ser ejercido en su totalidad por los
comercializadores en libre competencia a
partir del 1 de enero de 2009.
Ley 12/2007, por la que se modifica la Ley •
34/1998 del Sector de Hidrocarburos, con el
fin de adaptarla a lo dispuesto en la Directiva
2003/55/CE sobre normas comunes para el
mercado interior del gas natural.
ORDEN ITC/2795/2007, por la que se •
modificó la tarifa de gas natural para su
uso como materia prima y que establece
un peaje de transporte para determinados
usuarios conectados a plantas de
regasificación. El objeto de esta Orden
Ministerial es integrar en el sistema general
de tarifas el precio de venta del gas natural
para su como materia prima, básicamente
para la producción de fertilizantes. La
tarifa que se aplicaba a este gas ha ido
acercándose, desde el 30 de septiembre
(entrada en vigor de esta Orden) hasta el
1 de enero de 2008, al valor de la tarifa
general de un consumidor equivalente
(tarifa 3.4).
ORDEN ITC/1968/2007, por la que se •
actualizó el sistema de determinación
automática de precios máximos de venta,
antes de impuestos, de los gases licuados
del petróleo envasados y se modifican
determinadas disposiciones en materia de
hidrocarburos. Una de sus consecuencias
fue la liberalización del precio de las
bombonas de más de 20 kg de carga.
La ORDEN ITC/3996/2006, de 29 de •
diciembre, estableció que a partir del 1 de
julio de 2007, las empresas transportistas
serían responsables de comprar el gas
natural necesario para su autoconsumo.
El procedimiento de subasta se había
establecido por Resolución de la Secretaría
de la Energía del 12 de abril de 2007. La
primera subasta se llevó a cabo a finales
de mayo de 2007.
6. Legislación
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [63]
Resolución de 20 de abril por la que se •
modificaron determinadas normas de
gestión técnica del sistema gasista y se
establecen varios protocolos de detalle.
Fueron cuatro nuevos protocolos de
detalle, en la línea de ir ampliando y
perfeccionando las NGTS, dentro de
una atmósfera de consenso entre los
protagonistas del sector del gas natural en
España.
Real Decreto 1766/2007 por el que se •
modificó el R.D. 1716/2004, con el fin de
regular la obligación de mantenimiento
de existencias mínimas de seguridad,
la diversificación de abastecimiento de
gas natural y la Corporación de reservas
estratégicas de productos petrolíferos.
Contiene varias reformas. Por ejemplo, se
limita al 50% como máximo (antes el 60%) el
límite de importaciones de un solo país. Se
modifica el número de días de obligación de
existencias mínimas de seguridad, fijándose
en el caso del gas natural en 20 días de sus
ventas o consumos de carácter firme.
ORDEN ITC/3862/2007 por la que se •
estableció el mecanismo de asignación
de la capacidad de almacenamientos
subterráneos de gas natural y se crea un
mercado de capacidad.
R.D. 1804/2007, por el que se convirtió •
parte de las concesiones de explotación de
Hidrocarburos Gaviota en una concesión
de explotación de almacenamientos de
hidrocarburos.
ORDEN ITC/3861/2007 por la que se •
estableció la Tarifa de Último Recurso
del sistema de gas natural para 2008.
Esta Orden determina el mecanismo de
fijación del precio máximo que constituye
la Tarifa de Último Recurso y la tarifa de
aplicación a los consumidores que no
dispongan de contrato en vigor con ningún
comercializador.
ORDEN ITC/3863/2007 por la que se •
establecieron los cánones y peajes
asociados al acceso de terceros a las
instalaciones gasistas para 2008.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[64]
Alta Tensión
Es aquella cuyo valor entre las fases, es igual
o superior a una tensión de 1 Kv. Cuando la
tensión es superior a 345 Kv, se denomina
Extra-Alta Tensión y por encima de 800 Kv se
denomina Ultra-Alta Tensión.
Baja Tensión
Es aquella cuyos valores en corriente alterna
entre las fases está por debajo de 1 Kv o 1,5
Kv en corriente continua. Extra baja tensión es
igual o inferior a 50 Volts en corriente alterna o
120 Volts en corriente continua.
Balance energético
Valor estadístico de un sistema dado, proceso,
región o área económica, en un período de tiempo
dado, de la cantidad de oferta de energía y la energía
consumida, incluyendo las pérdidas por conversión,
transformación y transporte, así como las formas de
energía no empleadas con fines energéticos.
Canasta básica energética
Consumo de energía estimado para satisfacer
las necesidades básicas de una familia. Para
una familia de cinco personas, la canasta básica
energética se estimó para Brasil en:
Electricidad: 220kWh/mes ó 2.640kWh/año
GLP: 13 kg/mes ó 156 kg/año (equivalente a
0,283 m3/año)
Diesel: 380 litros/año
Capacidad instalada (de generación)
Suma de la capacidad de generación de los
generadores en operación comercial.
Caudal
Volumen de agua que fluye a través de una sección
de un curso de agua por unidad de tiempo, Se
mide en metros cúbicos por segundo (m3/s).
Central o usina hidroeléctrica
Instalación donde la energía potencial de
gravedad del agua es transformada primero en
energía mecánica y después en eléctrica.
Cogeneración
Producción simultánea de energía eléctrica y
vapor.
Compuerta
Equipamiento mecánico móvil que controla el
flujo de agua en una represa.
Demanda
Medida de las potencias eléctricas instantáneas
solicitadas por el mercado consumidor, durante
un período especificado.
Dique. Ver represa
Distribuidor
Concesionario cuya actividad principal es
la distribución de la energía eléctrica a
consumidores finales.
Disyuntor
Dispositivo de maniobra y protección, que permite
la abertura o cierre de circuitos de potencia en
cualquier condición de operación, de manera
manual o automática.
7. Glosario de energía
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [65]
Eficiencia energética
Está asociada al concepto de conservación de la
energía, pero no puede entenderse solamente
como una reducción del consumo. Los países
de Ameríca Latina tienen un desafío doble, crear
las condiciones para una adecuada calidad de
vida de toda la población, que en muchos casos
necesita aumentar su consumo de energía, y
al mismo tiempo reducir la cantidad de energía
que es convertida en bienes y servicios.
Energías alternativas
Se considera energías alternativas a las que
pueden sustituir a la energía convencional
(fósiles, grandes centrales hidroeléctricas,
energía nuclear), y que no implican impactos
negativos significativos. Son consideradas
como alternativas entre otras la energía
solar, eólica, biomasa, pequeñas centrales
hidroeléctricas.
Energía limpia
Una energía se considera limpia cuando
su utilización no tiene riesgos potenciales
añadidos, y suponen un nulo o escaso impacto
ambiental. Prácticamente no existe una energía
limpia 100%. La alteraciones que pueda
provocar una energía limpia -considerando su
ciclo de vida-, no son relevantes como para
alterar ecosistemas, ciclos hidrológicos, o
generar residuos que la naturaleza no pueda
asimilar previamente tratados. Con esta
definición quedan excluídas por ejemplo, las
grandes represas y la energía nuclear.
Las energías limpias, son renovables y
compatibles con sociedades sustentables.
Energía pico
Electricidad abastecida cuando la demanda
está en su nivel más alto.
Energía primaria
Se entiende por energía primaria a las distintas
fuentes de energía tal como se obtienen en la
naturaleza, ya sea: en forma directa como en el
caso de la energía hidráulica, eólica o solar, la
leña y otros combustibles vegetales; o después
de un proceso de extracción como el petróleo,
carbón mineral, geoenergía, etc.
Energía renovable
Las energías de origen renovable, son
consideradas como fuentes de energía
inagotables, con las siguientes características:
suponen un nulo o escaso impacto ambiental.
Utilizan para la generación de energía recursos
continuos o renovables.
Se entiende como recursos continuos a los
recursos inagotables y corresponden a fuentes
de energía cuya oferta no se ve afectada por
la actividad humana. ej.: la radiación solar y la
energía eólica.
Son recursos renovables los recursos que
pueden continuar existiendo, a pesar de ser
utilizados por la actividad económica, gracias
a los procesos de regeneración. Sin embargo
pueden ser agotados, cuando están siendo
consumidos más rápidamente de lo que se
regeneran (sobreexplotación), o por alteración
de los ecosistemas.
ej.: plantas, animales, agua, suelo.
Si bien las centrales hidroeléctricas se
consideran energías renovables, de acuerdo a
esta definición, no entrarían en esta categoría,
puesto que tienen una vida útil acotada y
atentan contra la sustentabilidad.
Energía secundaria
Se denomina energía secundaria a los
diferentes productos energéticos que provienen
de los distintos centros de transformación y
cuyo destino son los sectores del consumo y/o
centros de transformación. Las once formas
de energía secundaria consideradas para
el Balance Energético de la OLADE son las
siguientes:
Electricidad, Gas Licuado de Petróleo o GLP,
Gasolinas/Alcohol, Gasolina de Aviación,
Gasolina de Motor,
Gasolina Natural, Alcohol, Kerosene y Turbo
combustibles.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[66]
Factor de capacidad
Es la razón entre la demanda media y la
capacidad instalada de una usina, en un dado
período de tiempo.
Factor de carga
Razón entre la demanda media y la
demanda máxima en un intervalo de tiempo
especificado.
Factor de utilización
Razón entre la demanda máxima y la potencia
instalada por intervalo de tiempo definido.
Generadores
Máquinas rotativas que transforman energía
mecánica en energía eléctrica.
Línea de transmisión
Conjunto de conductores, aislantes y accesorios
destinados al transporte o distribución de la
energía eléctrica.
Las líneas de transmisión pueden ser aéreas o
subterráneas.
Micro Centrales Hidroeléctricas
Algunos autores denominan como
microcentrales las que tienen hasta 100 Kw de
potencia.
Mini Centrales Hidroeléctricas
Algunos autores denominan como minicentrales
las que tienen de 100 a 1.000 KW de potencia.
Pequeñas Centrales Hidroeléctricas
La Resolución Nº 394 de la Agencia Nacional
de Energía Eléctrica de Brasil (ANEEL), define
como PCHPequeña Central Hidroeléctrica, las
centrales con potencia instalada total de hasta
30.000 Kw y un área inundada máxima por el
embalse de 300 hectáreas.
Pico Centrales Hidroeléctricas
Algunos autores denominan como picocentrales
las que tienen hasta 50.000 Kw de potencia.
Potencia nominal
Potencia máxima, en régimen continuo, para la
cual fue prevista y dimensionada la instalación.
Potencial energético
Cantidad total de energía presente en la
naturaleza, independiente de cuál sea la
fuente energética, posible de ser aprovechada
mediante el uso de tecnología.
Potencial hidroeléctrico
Cantidad total de energía eléctrica de una
cuenca hidrográfica, posible de ser aprovechada
mediante tecnología.
En las grandes cuencas se mide en Mw/año
(Megawats por año).
Represa
Construcción destinada a detener un curso
de agua y proporcionar la formación de un
embalse, creando un desnivel para accionar
turbinas hidráulicas. Sinónimo: dique.
Represa Grande
Según los criterios de la Comisión Internacional
de Grandes Represas (ICOLD, en inglés) son
las que cumplen alguno de estos requisitos:
una altura superior a 15 m; las represas de 10
a 15 m de altura cuya longitud de coronación
sea superior a 500 m o que embalsen más de
1hm/3 de agua, o aquellas con capacidad de
aliviadero superior a 2000 m3/s.
Represa Mayor
ICOLD la define como aquella que por lo menos
cumple con uno de los siguientes requisitos:
tener por lo menos 150 metros de altura, un
embalse cuyo volumen sea por lo menos 15
millones de metros cúbicos; un embalse con una
capacidad de almacenamiento de por lo menos
25 kilómetros cúbicos o capacidad de generar
electricidad de por lo menos un Gigavatio.
Represa Pequeña
ICOLD la define como una represa que mide
menos de 15 metros desde su fundación hasta
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [67]
su punto más alto.
Ver Pequeñas Centrales Hidroeléctricas.
UNIDADES
GW Gigavatio. Unidad de potencia que equivale
a 1.000 megavatios (MW).
Wh Gigavatio/hora. Unidad de energía que
equivale a 1.000 megavatios/hora (MWh).
KW Kilowatt. Unidad de potencia, equivale
1000 Watts (ó vatios).
KWh Kilowatt hora. La potencia de mil watts
aplicada durante una hora (o una potencia
equivalente). 1 kWhr es una unidad de energía
- 1 kWhr = 3600 Joules.
Unidades de medida
102 Hecto (h) 10 Deca (da)
103 Kilo (K) 10-1 Deci (d)
106 Mega (M) 10-2 Centi
109 Giga (G) 10-3 Mili (m)
1012 Tera (T) 10-6 Micro ()
Usina de base
Régimen de operación de una central
hidroeléctrica cuyos equipamientos son usados
predominantemente para cubrir la carga de
base, o sea, opera esencialmente con un
volumen de generación constante.
Vertedero
Estructura destinada a escurrir el agua de
un embalse. Los vertederos pueden ser de
escurrimiento libre o a cielo abierto o de
compuertas.
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL[68]
• Programa Energía Ríos Vivos Taller Ecologista – 3 (Glosario energía).
• Sedigas. Informe anual 2.007. Asociación española del Gas. (Legislación) Pto 1.
• Nota Bibliografía: Ecoeficiencia en el sector del metal.
8. Bibliografía. Direcciones de interés
EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL SECTOR DEL METAL [69]
AIMME - Instituto Tecnológico Metalmecánico
Parque Tecnológico, Avda. Leonardo Da Vinci, 38 - 46980 PATERNA (Valencia)
Tel.: 96 131 85 59 - Fax: 96 131 81 68