libro gestión energética empresarial

Programa de Ahorro de Electricidad en Cuba

Unión Eléctrica Ministerio de Industria Básica

Facultad de Ingeniería MecánicaUniversidad de Cienfuegos

Ministerio de Educación Superior

GESTION ENERGETICA

EMPRESARIAL

Colectivo de Autores Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente

Universidad de Cienfuegos

Bajo la Redacción de Aníbal E. Borroto Nordelo

C
ienfuegos 2001

Gestión Energética Empresarial Colectivo de Autores Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos, Cuba. Bajo la Redacción de Aníbal E. Borroto Nordelo ISBN 959-257-040-X Editorial Universidad de Cienfuegos 2001 Carretera a Rodas, km 4. Cuatro Caminos. CP. 59430. Cienfuegos Cuba. Impreso por el Programa de Ahorro de Electricidad en Cuba Unión Eléctrica Ministerio de Industria Básica

Gestión Energética Empresarial 1

TABLA DE CONTENIDOS

Página INTRODUCCION

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EFICIENCIA ENERGETICA Y MEDIO AMBIENTE. DESARROLLO ENERGETICO SOSTENIBLE

4

EFICIENCIA ENERGETICA Y COMPETITIVIDAD EMPRESARIAL

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SISTEMAS DE GESTION ENERGETICA

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EVALUACION ECONOMICA DE PROYECTOS DE AHORRO DE ENERGIA

36

GESTION TOTAL EFICIENTE DE LA ENERGIA

54

HERRAMIENTAS PARA ESTABLECER UN SISTEMA DE GESTIÓN TOTAL EFICIENTE DE LA ENERGÍA

60

PROCEDIMIENTO Y HERRAMIENTAS PARA ORGANIZAR UN SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL ENERGÉTICO

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Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos

Gestión Energética Empresarial

2

INTRODUCCIÓN. Los análisis realizados en numerosas empresas ponen de manifiesto el insuficiente nivel de gestión energética existente en muchas de ellas, así como las posibilidades de reducir los costos energéticos mediante la creación en las empresas de las capacidades técnico organizativas para administrar eficientemente la energía. Hasta el momento, el problema de explotar el recurso eficiencia energética se ha visto de una forma muy limitada, fundamentalmente mediante la realización de diagnósticos energéticos para detectar las fuentes y niveles de pérdidas, y posteriormente definir medidas o proyectos de ahorro o conservación energética. Esta vía, además de obviar parte de las causas que provocan baja eficiencia energética en las empresas, generalmente tiene reducida efectividad por realizarse muchas veces sin la integralidad, los procedimientos y el equipamiento requerido, por limitaciones financieras para aplicar los proyectos, pero sobre todo, por no contar la empresa con la cultura ni con las capacidades técnico-administrativas necesarias para realizar el seguimiento y control requerido y lograr un adecuado nivel de consolidación de las medidas aplicadas.

Este material tiene como objetivo presentar los principios fundamentales y los procedimientos para la evaluación, el diagnóstico, la organización, la ejecución y la supervisión de la gestión energética en las empresas, con el objetivo de reducir sus costos energéticos y elevar su competitividad. Se presentan en particular los principios, herramientas y procedimientos para la implantación de la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía en empresas industriales y de servicios. La Gestión Total Eficiente de la Energía, consiste en una tecnología integrada por un paquete de procedimientos y herramientas técnico-organizativas, que aplicadas de forma continua, con la filosofía y procedimientos de la gestión total de la calidad, permiten identificar y utilizar todas las oportunidades de ahorro, conservación de energía y reducción de los gastos energéticos de la empresa. El material ha sido elaborado sobre la base de las experiencias y resultados alcanzados en el Proyecto ”Gestión Total Eficiente de la Energía”, desarrollado por el Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente de la Universidad de Cienfuegos, Cuba, y se ha conformado a partir de informes del proyecto y los siguientes documentos:

• La Eficiencia Energética en la Gestión Empresarial. Juan Carlos Campos Avella, et.al., Editorial Universidad de Cienfuegos, Cuba, ISBN 959 – 257 – 018 – 3, 1997.

• El Verdadero Costo de la Energía. Aníbal E. Borroto Nordelo, Aníbal J. Borroto

Bermúdez. Revista Mundo Eléctrico Colombiano. 1999.

• Evaluación Económica de Proyectos de Ahorro de Energía. Aníbal J. Borroto Bermúdez, Aníbal Borroto Nordelo, Universidad de Cienfuegos, Cuba, 1998.



• Herramientas para Establecer un Sistema de Gestión Total Eficiente de la

Energía. Juan Carlos Campos Avella. Diplomado en Gestión Energética, Universidad del Atlántico, Barranquilla, Colombia, 2000.

• Administración de Energía: Auditorías Energéticas y Cogeneración. Aníbal

Borroto Nordelo, Especialización en Ciencias Térmicas, Universidad de Valle, Cali, Colombia, 1997.

• Gestión Energética en la Agroindustria de la Caña de Azúcar. Ing. Aníbal Borroto

Nordelo, Ing. Juan Carlos Campos Avella, Ing. Marcos de Armas Teyra. Seminario Internacional sobre Energía en la Agroindustria Azucarera. La Habana, 2000.



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EFICIENCIA ENERGETICA Y MEDIO AMBIENTE. DESARROLLO ENERGETICO SOSTENIBLE.

La energía posibilita y facilita toda la actividad humana. Las diferentes fuentes y sistemas de producción y uso de la energía utilizadas por el hombre han marcado las grandes etapas en el desarrollo de la sociedad humana, dependiendo el curso de éste de las elecciones energéticas realizadas en cada momento. En el decursar del tiempo el hombre pasó del empleo de su fuerza muscular al uso de diversas fuentes para satisfacer sus necesidades, el empleo del fuego, la utilización de la tracción animal, y finalmente, en rápida sucesión, el dominio de las tecnologías del carbón, del petróleo y el gas natural, y la producción y uso del vapor y la electricidad. Desde esta perspectiva, la historia de la Humanidad no ha sido más que la historia del control de ésta sobre las fuentes y tecnologías energéticas, llegando al esquema energético global actual, el que descansa en la utilización de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural); combustibles que son extinguibles, contaminantes en alto grado, que están concentrados en pocas regiones de la tierra, en manos de grandes consorcios transnacionales y que son utilizados de forma muy ineficiente. El inicio del tercer milenio representa para la humanidad la encrucijada de una nueva elección energética, frente al agotamiento de los combustibles fósiles por una parte, pero sobre todo, por la amenaza de una catástrofe ecológica, al rebasarse los límites de la capacidad del planeta para asimilar su impacto. Los procesos de producción y uso de la energía constituyen la causa fundamental del deterioro ambiental. El previsible agotamiento de los combustibles fósiles y el daño irreversible que se ocasiona al medio ambiente, exige la adopción de nuevas estrategias en materia de energía, como base de un modelo de desarrollo sostenible, que permita satisfacer las necesidades energéticas de la generación actual y preservar las posibilidades para que las futuras generaciones puedan también encontrar soluciones para satisfacer las suyas. Un modelo que posibilite mejorar la calidad de la vida con más y mejores servicios energéticos, pero de una forma racional que permita respetar y cuidar las comunidades de seres vivos, no sobrepasar los límites de la capacidad del planeta para suplir fuentes de energía y asimilar los residuos de su producción y uso, un modelo que posibilite, en definitiva, integrar el desarrollo y la conservación del medio ambiente. Con mucha frecuencia, el incremento de la intensidad energética ha sido tratado como parte integrante e inevitable del crecimiento económico. Se manejan los índices de consumo per cápita de energía como indicadores básicos del nivel de vida, sin tomar en consideración lo irracional e ineficiente del modo con que ésta se utilice, ni que son los servicios energéticos y no la energía lo que el hombre necesita. Es innegable y un derecho legítimo que el desarrollo en los países más atrasados requiere incrementos en el consumo de energía, pero sería imposible seguir el camino de los países desarrollados. Se sobrepasarían los límites de la capacidad del planeta para absorber los impactos asociados a la producción y uso de la energía. Sin



embargo, con un uso racional y eficiente de la energía se pueden lograr los niveles de vida de Europa Occidental en la década de los 70 con unos 2500-3000 KWh/año de electricidad, menos de la mitad del consumo de electricidad per cápita actual en estos países y menos de la cuarta parte del consumo en Estados Unidos. ¿Cuáles son entonces las alternativas energéticas que se presentan en los inicios del tercer milenio?. ¿Cuáles deben ser las bases de la política energética para lograr un desarrollo sostenible?. En este sentido se señalan tres direcciones principales para conformar una política energética acorde al desarrollo sostenible: 1. Elevación de la eficiencia energética, eliminando esquemas de consumo

irracionales, reduciendo la intensidad energética en los procesos industriales, aprovechando las fuentes secundarias de bajo potencial, utilizando sistemas de cogeneración, y empleando en general la energía de acuerdo a su calidad.

2. Sustitución de fuentes de energía, por otras de menor impacto ambiental, en

particular por fuentes renovables, tales como energía solar, energía eólica, energía geotérmica, hidroenergía, biomasa, energía de los océanos, etc.

3. Empleo de tecnologías para atenuar los impactos ambientales, o tecnologías

limpias, como son los sistemas depuradores de gases de combustión o las tecnologías de gasificación del carbón en ciclos combinados con turbinas de gas.

Aunque en realidad, la única alternativa verdaderamente sostenible es la sustitución de fuentes convencionales por fuentes renovables, la eficiencia energética es una alternativa esencial, tanto por su efecto directo, como por lo que la misma puede contribuir al relevo por las energías renovables. LOS COSTOS SOCIALES Y AMBIENTALES DE LA PRODUCCION DE ENERGIA En una economía de mercado, el mecanismo de los precios determina la utilización de los recursos para diferentes usos competitivos. En los análisis económicos tradicionales solo se tienen en cuenta los costos directos o internos de la producción de energía; sin embargo, existen una serie de costos externos o externalidades de este proceso que no se reflejan en los precios de la energía en el mercado, como es el caso de los impactos sociales y ambientales. Es decir, los precios en el mercado solo reflejan los intereses de los productores y consumidores directamente vinculados en el proceso energético dado y no los de toda la sociedad en su conjunto, pues los costos externos son generalmente pagados por terceras partes no responsables de los mismos. Por tanto, una condición básica para que el mecanismo de los precios conduzca a una solución óptima para toda la sociedad, es que incorpore, no solo los costos directos de la producción de energía, sino también los costos externos, llamados también costos sociales o ecológicos, proceso conocido como internalización de las externalidades. Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos


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COSTOS DIRECTOS O INTERNOS DE LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA Los costos internos son aquellos costos que están estrechamente vinculados con los gastos directos del proceso de producción de energía, y que se manifiestan a través de las relaciones entre productores y consumidores. Costo de planeación (proyecto)

• Capital Costo de adquisición de la tecnología. (tecnología) Costos de transporte, montaje e instalación Costo del terreno • Combustible Salarios Materiales • Operación y mantenimiento Impuestos, seguros, inspecciones Intereses sobre capital. • Desmontaje • Otros

En la tabla siguiente se brindan de forma comparativa y a modo de ejemplo algunos costos directos nivelados de la producción de energía en función de la tecnología. Estimados de costos internos por tecnología (1996)

Tecnología Cent. USD/Kw-h 1 2

Convencional 4.2 5.4 Biomasa 11.6 8.4 Desperdicios sólidos 9.3 8.2 Geotérmica 8.8 4.9 Eólica 6.8 5.1 Solar Térmica 21.0 10.1 Fotovoltaica 27.4 20.7

Fuentes: 1- Centro de Energía y Desarrollo Económico (CEED), USA. 2- Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), USA.

COSTOS EXTERNOS O SOCIALES DE LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA



En la literatura especializada se brindan diversas definiciones y categorías de costos externos. Algunos de los posibles efectos que deben ser considerados en estos costos son : - Impactos sobre la salud humana. - Daños medioambientales (a la flora, la fauna y cambios climáticos globales). - Costos a largo plazo debido al agotamiento de las reservas energéticas (aumento de

los precios). - Impactos macroeconómicos, como es el caso del desempleo. - Costos debido a la probabilidad de guerras y sus consecuencias. Aunque pueden enumerarse muchos de los posibles efectos, uno de los más estudiados en la actualidad son los cambios climáticos globales, provocados por la emisión de los llamados “gases invernadero”. El contenido de CO2 en la atmósfera es el principal factor desencadenante del efecto invernadero, que se traduce en un aumento de la temperatura ambiental, lo cual ocasionaría cambios apreciables en el planeta. Existen diversos modelos matemáticos que permiten predecir estos cambios; en algunos casos se plantea que dentro de 50 años el contenido de CO2 en la atmósfera aumentará en un 30 %, lo que provocará un incremento de la temperatura entre 1.66 y 4.4 °C. Otros investigadores plantean que a los ritmos actuales de emisiones, si no se toman las medidas necesarias y prima el criterio económico en la selección de las fuentes de energía, el contenido de CO2 pudiera duplicarse para el año 2030, lo que provocaría un incremento de la temperatura en 2.5 °C. Este fenómeno puede originar las siguientes consecuencias: • Aumento del nivel del mar (aproximadamente 18 cm). • Alteración de los regímenes de precipitación. • Aumento de tormentas e inundaciones. • Corrimiento de las zonas climáticas hacia los polos (200-400 Km.). • Daños irreversibles a la biodiversidad del planeta al producirse la pérdida de

ecosistemas. Si en los esquemas actuales no se incluyen los costos externos de la producción de energía, simplemente se están transfiriendo estos costos a las generaciones futuras, que indiscutiblemente estarán en desventaja al vivir en un mundo mucho más contaminado y con el peligro latente de la irreversibilidad de los cambios producidos. Diversos autores han apuntado la discrepancia entre los costos de la energía en el mercado, reflejo de los costos internos, y los costos totales de la energía para la sociedad. Esta discrepancia fue señalada por Pigou en 1912, pero no es hasta finales de la década de los 70, cuando los impactos ambientales se hicieron cada vez más evidentes,



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En la literatura especializada se reportan diversas vías y métodos para determinar los costos externos; sin embargo, no existe consenso en la aplicación de uno en particular. No obstante, se pueden señalar dos tendencias o enfoques generales: la estimación de los daños directos y la determinación de los costos de abatimiento o control. El primer enfoque se basa en traducir a términos monetarios los daños causados (impacto ambiental) por un determinado elemento o tecnología, el segundo se basa en determinar los costos de control o de abatimiento del impacto causado. En la actualidad muchos investigadores trabajan en la aplicación de estos métodos para la estimación de los costos externos de la producción de energía. Por ejemplo en un informe para la Comisión de la Comunidad Europea en 1992, se realiza un cálculo de los posibles costos que traería una duplicación o triplicación del contenido de CO2 en la atmósfera para el año 2030. En la tabla siguiente se ofrece un resumen de los estimados presentados en el informe. En este informe se estima que cada tonelada de CO2 emitida al medio tiene un costo externo de 500 USD.

Costos externos debido a una duplicación o triplicación del contenido de CO2 en la atmósfera.

Impacto Costo (trillones de USD) 2 x CO2 3 x CO2 Aumento de temperatura 1.84 3.68 Aumento del nivel del mar 2.94 9.96 Alteración de los regímenes de evaporación-precipitación

901.05 1802

Tormentas e inundaciones 1.5 3 Costo total 907 1819

En otros casos se ha calculado el costo unitario externo ($/kWh), en función del tipo de tecnología, siendo evidentemente superior para las tecnologías basadas en combustibles fósiles, que para las basadas en fuentes renovables de energía. En este sentido, los costos totales de la producción de energía eléctrica a partir de las fuentes convencionales pudieran igualarse a la fotovoltaica, e incluso superar en 1.3 veces la producida en plantas eólicas. En la tabla siguiente, y solo a modo de ejemplo, aparece un estimado de los costos externos por tecnología.



Estimados de Costos Externos ( USD cents / kWh

Categoría Carbón Petróleo Ciclo Comb.

Turbinas Gas

Nuclear Eólica

Salud humana/ accidentes

0.7 - 4.00 0.7 - 4.80 0.10 - 0.20 0.03 0.04

Cultivos / flora 0.07 - 1.5 1.6 0.08 pequeña 0.08 Edificaciones 0.15 - 5.00 0.2 - 5.00 0.05 - 1.8 pequeña 0.10 - 0.33 Desastres - - - 0.11 - 2.50 - Daños globales 0.05 - 24.0 0.5 - 1.3 0.3 - 0.7 0.02 0.018 Totales 1.70 - 40.0 3.7 - 18.7 0.83 - 1.86 0.36 - 50 0.4 - 1.00

Hablando entonces en términos de desarrollo energético sostenible, los costos totales de la producción de energía debieran determinarse entonces como: Ct = Ci + Ce Donde: Ct - Costos totales, $/kWh. Ci - Costos internos, $/kWh. Ce - Costos externos, $/kWh. A escala mundial existen diversas acciones enmarcadas en las políticas gubernamentales y en las líneas de trabajo de muchas Organizaciones No Gubernamentales (ONG), que tienen como objetivo estimular las dos direcciones planteadas para lograr un desarrollo energético sostenible. Entre estas acciones se pueden mencionar: una promoción fuerte de la educación energética ambiental, legis-laciones que estimulan el uso de fuentes renovables y menos contaminantes, impuestos sobre emisiones, etc. Entre estas acciones la educación energética ambiental desempeña un papel decisivo en el camino hacia el desarrollo energético sostenible, pues la implantación de cualquier medida regulatoria, legislación o acción encaminada a la reducción de los impactos ambientales de las tecnologías energéticas, debe estar precedida por la comprensión y concientización de su necesidad. Especial lugar dentro de estas acciones ocupan las derivadas del Protocolo de Kyoto, según el cual los países industrializados deben comprometerse a reducir sus emisiones de gases de invernadero en un 5.4 % como promedio con relación a los niveles de 1990. El Protocolo de Kyoto busca la cooperación internacional para el cumplimiento de los compromisos de reducción de las emisiones mediante el Comercio de Emsiones, la Implementación Conjunta y el Mecanismo de Desarrollo Limpio. A pesar de todas estas iniciativas, se pronostican tendencias ascendentes en los ritmos de emisiones de compuestos de carbono, evidentemente relacionado con un mayor consumo de energía. Los estimados de estos incrementos a escala mundial varían



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entre 25 y 70 % para el año 2010 en relación con 1990. Por otra parte, aunque el petróleo y el carbón continuarán siendo las fuentes dominantes para el 2010, los ritmos de crecimiento de las tecnologías energéticas renovables y del gas natural son mayores, señal algo alentadora si se tiene en cuenta la cantidad de toneladas de emisiones evitadas por esta sustitución. Evidentemente, en la actualidad se están produciendo cambios dramáticos en nuestro entorno, por lo que el hombre como único responsable, debe plantearse como tarea fundamental lograr la reversibilidad de los cambios producidos por las tecnologías energéticas, o al menos la atenuación a su mínima expresión de los impactos ambientales que ellas ocasionan. Lograr un desarrollo energético sostenible es sin duda el camino correcto, el único camino de la supervivencia humana, que requiere de acciones urgentes en las siguientes direcciones estratégicas: 1. Desarrollar programas de educación energética ambiental a todos los niveles. 2. Promulgar legislaciones que promuevan el incremento de la eficiencia energética,

tanto en la generación como en los equipos de uso final de la energía. 3. Reflejar en las evaluaciones económicas los costos reales o totales de la producción

de energía. 4. Ampliar y profundizar la legislación ambiental. 5. Establecer preferencias impositivas para las tecnologías energéticas renovables. 6. Ofrecer facilidades y apoyo financiero para la introducción de fuentes renovables y

equipos de uso final y tecnologías de alta eficiencia. 7. Incrementar el financiamiento para las investigaciones relacionadas con estas

direcciones. EFICIENCIA ENERGETICA Y COMPETITIVIDAD EMPRESARIAL La eficiencia energética, entendida como la eficiencia en la producción, distribución y uso de la energía necesaria para garantizar calidad total, es parte del conjunto de problemas que afectan la competitividad de las empresas o instituciones. Eficiencia Energética implica lograr los requisitos establecidos por el cliente con el menor gasto energético posible y la menor contaminación ambiental por este concepto. Toda técnica creada por el hombre trabaja sobre la base de la utilización de energía; por ello es natural que en muchos casos uno de las principales partidas del costo total sea el costo energético, donde se incluyen los componentes relativos a la producción, distribución y uso de las diferentes formas de energía. Los aspectos básicos que determinan la competitividad de una empresa o institución son la calidad y el precio de sus productos o servicios. La posición en el mercado y la



estrategia de cambio de posición viene determinada por la relación calidad - precio con respecto a otras entidades de competencia.

+ Precio

Mala posición __

Mala posición __ Buena posición

Calidad percibida +

Gráfico de posición en el mercado de una empresa

El objetivo estratégico de todo empresario es ubicarse en el cuadrante de "buena posición", y dentro de este, en la punta de la competencia, logrando mayor calidad y menor precio, o en el caso de precios fijados por un mercado globalizado, mantener una alta calidad con los menores costos posibles, para aumentar las utilidades. Un programa de aumento de la eficiencia energética reduce los costos, permite disminuir el precio o aumentar las utilidades, sin afectar la calidad, mejorando la competitividad de la empresa, es decir su posición en el mercado. El ahorro de energía, si bien no representa una fuente de energía en sí, se acostumbra a considerarla como tal, ya que ofrece la posibilidad de satisfacer más servicios energéticos, lo que es equivalente a disponer de más energía. El incremento de la eficiencia energética tiene un beneficio ambiental inmediato y directo, ya que implica una reducción en el uso de recursos naturales y en la emisión de contaminantes, incluido el CO2. Sin lugar a dudas, la energía más limpia es la energía ahorrada.

El incremento de la eficiencia energética se logra mediante las acciones tomadas por productores o consumidores que reducen el uso de energía por unidad de producto o servicio, sin afectar la calidad del mismo. Para evaluar los cambios en la eficiencia energética se utilizan dos indicadores básicos:

La intensidad energética. •

•

El consumo específico de energía o índice de consumo. La intensidad energética se define, para un sector de la economía de un país, como el consumo de energía por unidad de valor añadido por ese sector. Al nivel de nación, el Producto Interno Bruto (PIB) es la suma de los valores añadidos por todos los sectores económicos; y en este caso, la intensidad energética para la economía nacional como un todo, es la relación entre el consumo total de energía de todos los sectores y el PIB. Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos


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Para una empresa, la intensidad energética sería la relación entre el consumo total de energía primaria y la producción mercantil expresada en valores. El consumo específico de energía o índice de consumo se define como la cantidad de energía por unidad de actividad, medida en términos físicos (productos o servicios). En los países desarrollados se evidencia una marcada acción para elevar la eficiencia energética a partir del alza de los precios provocada por la primera crisis del petróleo de inicios de los años 70, acción que se refuerza con el nuevo incremento de precios que se produjo a inicios de los 80. Se desarrolló una política de ahorro en varios sentidos simultáneos que los llevó a disminuir su intensidad energética (consumo final de energía / producto interno bruto) en el periodo 73-85 como promedio en un 17%. Estas acciones pasaron a formar parte de la política energética en estos países, logrando desacoplar los ritmos de crecimiento del Producto Interno Bruto (PIB), del consumo de energía. Entre los elementos fundamentales de esa política están: el incremento máximo de la eficiencia en el uso de todas las formas de energía, la búsqueda de fuentes alternativas al petróleo, el desarrollo de tecnologías y equipos de uso final de una alta eficiencia y el desplazamiento hacia industrias menos energointensivas, como consecuencia del propio proceso de desarrollo y maduración de la industria. Así, por ejemplo, en los últimos 20 años los países desarrollados han tenido un crecimiento promedio anual del PIB del 2.8 %, mientras que el consumo de energía solo ha aumentado en 1.1 % anual. En Japón, Estados Unidos y otros países desarrollados se evidencia un marcado descenso en la intensidad energética a partir de los años 70.

Intensidad energética (1975-1997)

(KPE/USD, 1999)

Fuente: CONAE, México, con datos de Energy Balances of OECD Countries 1997/1998: 2000 Edition.



En los países de la Organización para la Cooperación Económica y el Desarrollo (OECD) se produjo el desacoplamiento del consumo de energía del crecimiento económico a partir del año 1973, esto es, creció la economía prácticamente sin incremento del consumo de energía. En el período 1979-1983 el consumo total de energía se redujo, mientras que el PIB continuó ascendiendo, y a partir de mediados de los 80 el consumo de energía ha continuado aumentando ligeramente, pero siempre a una menor razón que el crecimiento de la economía de estos países. Por ejemplo, de 1980 a 1994 los países de la OECD tuvieron un crecimiento promedio anual del PIB de 2.8 %, mientras que el consumo de energía en promedio creció al 1.1 %. En ese mismo periodo los países de menor desarrollo crecieron económicamente al 2.5 % anual, pero el consumo de energía aumentó a razón de 4.7 % al año, lo que indica un deterioro en la intensidad energética y por tanto en la eficiencia energética. En América Latina y el Caribe, salvo algunas excepciones, no se han observado mejoras en este campo, donde el crecimiento del PIB ha ido en paralelo con el consumo de energía, incluso manifestándose determinada tendencia a la elevación de este indicador en algunos sectores.

INTENSIDAD ENERGÉTICA EN PAISES DE LA REGION

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

1970

1972

1974

1976

1978

1980

1982

1984

1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

BEP

/100

0 U

SD

BRASIL

ECUADOR

MEXICO

PERU

VENEZUELA

OPORTUNIDADES PARA EL AUMENTO DE LA EFICIENCIA ENERGETICA EN AMERICA LATINA Y EL CARIBE. La baja eficiencia energética en la Región obedece a un conjunto de factores, dentro de los que se encuentran:



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La etapa en que se encuentran en el proceso de industrialización. •

• • • • • • •

Las políticas aplicadas por los gobiernos. El deficiente funcionamiento de los mercados energéticos. Los bajos precios de la energía que han prevalecido. La falta de financiamiento para proyectos de eficiencia energética. La insuficiente capacidad técnica de la ingeniería local en este campo. El bajo nivel de la gestión energética empresarial. La insuficiente información y motivación social por el ahorro de energía.

Esta situación ha venido cambiando rápidamente en los últimos años. El incremento de la demanda, el aumento de los precios de la energía, las restricciones financieras para ampliar la oferta energética, la necesidad de lograr mayor competitividad internacional, así como la imperiosa necesidad de protección del medio ambiente, son factores que impulsan actualmente el aumento de la eficiencia energética en la Región, existiendo un gran potencial para ello. El objetivo de los sistemas energéticos es la satisfacción de los servicios de energía necesarios en todos los sectores de la economía (residencial, comercial, industrial, transporte, minería, agricultura, etc.). La eficiencia energética hay que lograrla en todos los eslabones de la cadena que comienza en las fuentes de energía primaria y termina en los equipos de uso final. Durante muchos años la mayor atención en el sector energético se ha prestó al lado de la producción y suministro de energía, aunque en las últimas décadas se ha estado haciendo mucho énfasis en las tecnologías y equipos de uso final y en la administración de la demanda. El potencial de ahorro de energía en los países subdesarrollados es actualmente mucho mayor que en los desarrollados por varias razones, dentro de las cuales se pueden señalar: 1. Las actividades energointensivas están creciendo a mayor ritmo en los países en

desarrollo, de modo que existen mayores oportunidades de lograr ahorros de energía en nuevas instalaciones, que es donde el potencial de ahorro es mayor.

2. Los precios de la energía han sido tradicionalmente más bajos, subsidiados, por lo que el mercado no ha estimulado el ahorro de energía.

3. Ha faltado acceso a tecnologías comerciales para el incremento de la eficiencia energética.

4. Han sido muy limitadas las fuentes de financiamiento para proyectos de eficiencia energética.

Dentro de los resultados más significativos de Programas de Ahorro de la Energía en la Región se encuentra el de Perú, que en apenas 3 años de iniciado reporta haber logrado detener el crecimiento de la demanda de electricidad a pesar del incremento del número de consumidores y mejorar los hábitos de consumo y la cultura energética en el sector residencial e industrial, también reportan resultados similares



México, Brasil, El Salvador y otros países del área. En el caso de México, por ejemplo, si bien el consumo de energía per capita es relativamente bajo, su consumo de energía por unidad de producto no lo es y mostró una tendencia creciente desde 1972 hasta 1987, en que alcanzó su máximo valor. A partir de 1988 se observa una tendencia decreciente como resultado de la aplicación de una política y acciones para incrementar el ahorro de energía desde inicios de los 90, llegando en 1999 a valores similares a los de principios de la década de los 70. En toda esta labor y resultados han tenido gran peso las medidas técnico - organizativas para la planificación, control y estimulación del ahorro y la eficiencia energética a los diferentes niveles estatales de dirección, lo que incluye diferentes medidas técnicas, económicas, sociales y legales. Aún existen grandes insatisfacciones por los insuficientes resultados logrados en la Región. Del lado del consumo, se consideran aún insuficientes la acción institucional y legislativa sobre la eficiencia energética, la capacidad de planificación y gestión para una mejor asignación de recursos y manejo de la demanda energética y la educación y divulgación sobre la eficiencia energética, entre otras. En particular la OLADE recomienda en el Sector Industrial y de Servicios las siguientes acciones para elevar la eficiencia energética: auditorias detalladas en establecimientos de uso intensivo de la energía (grandes consumidoras), programas de auditorías e incentivos para pequeñas y medianas industrias; promover la cogeneración, la implantación de programas de manejo de la demanda de energía eléctrica, la introducción de equipos eficientes, los programas de capacitación y entrenamiento de cuadros técnicos, la ejecución de actividades de investigación y desarrollo tecnológico conjunto con universidades, centros de investigación aplicada y empresas de consultoría energética. Se considera que el potencial de ahorro de energía alcanzable en los países de la Región es del 20-50 % en el caso de mejoras en instalaciones existentes y del 50-70 % en nuevas instalaciones. Debe señalarse en este punto que el potencial de ahorro para una actividad específica puede categorizarse en diferentes formas:

Potencial teórico, el cual está determinado por las leyes termodinámicas que gobiernan las transformaciones energéticas desde la energía primaria hasta el trabajo final.

•

•

Potencial técnico, el cual está determinado por el estado del arte de la tecnología, por lo que depende del momento en que se evalúe.



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•

•

• •

•

•

• • • • • • •

•

•

•

Potencial económico, que establece el ahorro que se puede alcanzar con resultado económico positivo en las inversiones energéticas necesarias para alcanzarlo.

Potencial comercial, que determina el punto en que las inversiones en eficiencia energética son más atractivas que en otras áreas.

Algunas de las principales oportunidades para el incremento de la eficiencia energética en los países en desarrollo son:

a) Oportunidades relacionadas con los equipos y las tecnologías: Incrementar la eficiencia en el uso de las materias primas e incrementar el reciclaje. Introducción de tecnologías de alta eficiencia energética en las industrias de cemento, acero, química, de pulpa y papel, y refinación de petróleo. Incrementar la aplicación de los sistemas de cogeneración en la industria, e introducirlos en el sector terciario. Introducción de ciclos combinados con turbinas de gas y turbinas de vapor para la generación de electricidad. Introducción de ciclos integrados con gasificación de carbón y biomasa. Introducción de equipos de alta eficiencia en el sector comercial y residencial. Cambio a modos de transportación de menor consumo de energía. Mejoras en la tecnología y la infraestructura del transporte. Mejoras en los sistemas de riego y cultivo en la agricultura. Incrementar la participación del gas natural en el balance de combustibles. Ampliación de la participación de las energías renovables, en particular: Aplicación del calentamiento solar de agua en el sector residencial, comercial y

turístico. Aprovechamiento energético de los residuos agrícolas e industriales. Producción de energía a partir de la biomasa. Aprovechamiento máximo de la hidroenergía. Aprovechamiento de la energía eólica para la generación de electricidad. Utilización de la electricidad fotovoltaica en sitios no conectados a la red. Aplicación de los principios de la arquitectura bioclimática y de los sistemas

pasivos de climatización. Empleo de combustibles más limpios para el transporte: gas natural comprimido, alcohol, biocombustibles, hidrógeno (celdas de combustible). Incremento de la eficiencia en la cocción de alimentos.

b) Oportunidades relacionadas con la gestión energética y las prácticas de consumo:

Incremento de la educación energética ambiental y la promoción del ahorro de energía a todos los niveles.



•

• •

• • •

Elevación del nivel de la gestión energética empresarial, mediante la implementación de sistemas avanzados de administración de energía. Reforzamiento institucional en el campo de la eficiencia energética. Desarrollo de seminarios, eventos, cursos, diplomados, especializaciones, etc., sobre eficiencia energética. Establecimiento de legislaciones que promuevan la eficiencia energética. Desarrollo de proyectos pilotos demostrativos de eficiencia energética. Establecimiento de programas de auditorías e incentivos para pequeñas y medianas industrias.

En particular, en el campo de la gestión energética, los análisis realizados en numerosas empresas ponen de manifiesto el insuficiente nivel de gestión energética existente en muchas de ellas, así como las posibilidades de reducir los costos energéticos mediante la creación en las empresas de las capacidades técnico organizativas para administrar eficientemente la energía. EFICIENCIA ENERGETICA EN CUBA. En el período 80- 89 en Cuba existía un adecuado balance oferta - demanda de portadores energéticos, creciendo el consumo de energía debido al desarrollo del país a una tasa promedio anual del 4 %. En el período 90- 93, con el derrumbe del campo socialista, el incremento del bloqueo y la crisis económica que comenzó a sufrir el país, la disponibilidad de generación eléctrica decreció desde el 78 % hasta el 53 % y la de combustibles, en prácticamente 2 años, se redujo a menos del 50 %. El consumo promedio de energía eléctrica en este período en el país decreció en más de un 6 % anual. Esta situación repercutió en los sistemas de gestión energética establecidos, existiendo un período de inestabilidad, en el que se tuvo que obviar gran parte del sistema de control anterior e implementar nuevos mecanismos, muchas veces con carácter particular y no debidamente fundamentados. La entrada del país en el Periodo Especial influyó de manera significativa en la reducción de la eficiencia energética por diversas causas, tal como se aprecia en el diagrama causa-efecto siguiente:



18


Reducción de la disponibilidad de

recursos financieros

Reducción abrupta de la

disponibilidad del combustible

Desequilibrio de finanzas

internas

Cambios en tipos de

combustible Reducción de

inversiones en ahorro de energía

Deterioro del estado técnico de equipos y áreas consumidoras Inestabilidad

del suministro Desestímulo

al trabajo Afectación sensible de

índices y normas Disminución

de la disciplina

tecnológica

Planificación por

disponibilidad

Reducción de la gestión energético-ambiental

Reducción de la Eficiencia Energética

Inestabilidad de

indicadores Modificación en mecanismos de

control y evaluación a

nivel Provincial y Municipal

Desestabilización del sistema de

gestión del mantenimiento

Modificaciones en las estructuras

técnico-organizativas Reducción

del nivel de producción

Desestabilización de los sistemas de dirección y control

energético

Reducción abrupta de los recursos de importación y del

mercado

Cambios en los sistemas de evaluación y control de la

actividad energética


19

En la etapa de recuperación de la economía cubana a partir de 1994, existen varios factores que apuntan a la necesidad de perfeccionar todo el sistema de gestión energética empresarial. Dentro de los factores referidos se pueden mencionar los siguientes: • El redimensionamiento y el perfeccionamiento de las empresas en función de las

disponibilidades de mercado y materias primas variaron sus estructuras de consumo y de pérdidas de portadores energéticos modificando sus normas de consumo o indicadores de eficiencia. La variación de las tarifas y costos de energía eléctrica al sector estatal, la introducción del crudo nacional, la modificación de sistemas de preparación y uso de combustible, el deterioro del estado técnico del equipamiento por la afectación de los ciclos de mantenimientos, también contribuyó a la modificación de las normas de consumo establecidas y de los indicadores de eficiencia, así como a la aparición de nuevos problemas energéticos.

• La reorientación que ha sufrido la economía para lograr su inserción en el mercado

mundial, la necesidad de elevar continuamente la competitividad, el cambio de los sistemas de contabilidad, la modificación en los sistemas de planificación basados en recursos materiales a los financieros, la modificación del sistema bancario y la introducción de los diferentes sistemas de estimulación que se aplican en varios sectores de la economía, modifican substancialmente el escenario técnico - organizativo de las empresas, y por tanto, se requiere del perfeccionamiento de las capacidades creadas con anterioridad para la administración eficiente de la energía, las cuales no han evolucionado con igual rapidez que las transformaciones económicas y administrativas.

• La promulgación de la estrategia y ley nacional ambiental que cada día gana más

peso en la acción de disminución de la contaminación del medio en el ámbito empresarial, es otro elemento nuevo a tener en cuenta en el perfeccionamiento del sistema de gestión por la eficiencia energética en este periodo.

El Programa de Desarrollo de las Fuentes Nacionales de Energía, aprobado por la Asamblea nacional del Poder Popular en 1993, considera que entre un 5 y 10 % del ahorro del consumo de portadores del país puede lograrse mediante el incremento de la eficiencia energética, fundamentalmente a través de medidas técnico - organizativas, con inversiones que se recuperarán en menos de 1.5 años. Se estimó que el 85 % de este ahorro podía obtenerse en el sector industrial, residencial y de los servicios. Las acciones propuestas para el incremento de la eficiencia energética se basan, en lo fundamental, en medidas de carácter técnico - organizativas, mejoras en la instrumentación, el control de la operación, uso de dispositivos de ahorro, mantenimiento energético, mejor utilización de la infraestructura de base y talleres existentes, así como concentrar la producción en las instalaciones más eficientes.



En la actualidad el control de la eficiencia energética empresarial se efectúa fundamentalmente a través de índices de consumo al nivel empresarial, municipal y Provincial. Sin embargo, en muchos casos estos índices no reflejan adecuadamente la eficiencia energética de la empresa, no se han estratificado hasta el nivel de áreas y equipos mayores consumidores, y en ocasiones no se pone en el análisis de dichos índices el énfasis necesario. Promovido por el Movimiento del Forum de Ciencia y Técnica, se trabaja en el ámbito empresarial por identificar y controlar los índices de eficiencia energética, la estructura de consumo y el banco de problemas energéticos, además de estimular la acción de trabajadores, técnicos, jefes y cuadros que más inciden en estos índices hacia el uso eficiente de la energía. Todo esto, sin lugar a dudas, ha dado frutos y resultados positivos, sin embargo, este movimiento no ha llegado con igual intensidad a todas las empresas y territorios, y no existe el mismo nivel de capacitación general para poder asimilarlo y aplicarlo. En el documento “Ahorro y Eficiencia Energética”, elaborado por el Dpto. de Industria Básica del CC del PCC en Noviembre del 2001, se señalan un grupo de insuficiencias en la gestión energética empresarial como los principales problemas que afectan un logro superior en la eficiencia energética y el ahorro en el País. Dentro de ellos se destacan:

• insuficiente análisis de los índices de eficiencia energética • desconocimiento de la incidencia de cada portador energético en el consumo

total • falta de identificación de índices físicos y su ordenamiento por prioridad • falta de identificación de los trabajadores que más inciden en el ahorro y la

eficiencia energética • insuficiente divulgación de las mejores experiencias • insuficiencias en los sistemas de información estadística • falta de apreciación de la eficiencia energética como una fuente de energía

importante. Un estudio realizado por el Centro de Estudios de Energía y Medio de la Universidad de Cienfuegos para caracterizar la situación actual de la capacidad técnico - organizativa existente en las 23 empresas más consumidoras de la provincia de Cienfuegos para controlar e incrementar la eficiencia energética arrojó los siguientes resultados: • La capacidad técnico - organizativa de las empresas no es similar, pero las que han

avanzado en este sentido constituyen minoría respecto al resto. • Existe interés y preocupación por la eficiencia energética, pero la gestión

empresarial para lograrla ocupa un lugar secundario en las prioridades de las empresas industriales y de servicios y se limita generalmente a lo que le exigen sus



21

organismos nacionales y provinciales. • Las eventuales necesidades prácticas de aumento de la eficiencia energética

determinadas por la propia empresa, aparecen generalmente por motivos diversos como: ampliar la producción, la reducción del gasto de combustible o la electricidad asignado, modernizar la tecnología, mantener la disponibilidad o el funcionamiento de la industria, etc.

• La puesta en práctica de medidas de ahorro de energía, detectadas por las

capacidades técnicas de la propia empresa o por la inspección Estatal Energética, depende de las prioridades que tenga la empresa o el ministerio a que pertenecen al decidir el uso del pequeño capital disponible.

• Existe un alto potencial de incremento de la eficiencia energética a partir de la

capacitación del personal en prácticas eficientes del consumo y técnicas de administración eficiente de la energía, la implantación de sistemas técnico - organizativos de gestión, el uso de programas de concientización, motivación (estimulación) y capacitación del personal involucrado en los índices de consumo y de eficiencia, el desarrollo de auditorías energéticas sistemáticas de diferentes grados y otras, que requieren de pequeñas inversiones y responden a cortos períodos de recuperación de la inversión.

Actualmente este problema se enfrenta, al no contar con un sistema de gestión energética competitivo, mediante la adopción de medidas aisladas que no garantizan el mejoramiento continuo de la eficiencia económica que debe lograr la empresa. Los sistemas de planeación y control de la administración de energía que se aplican hoy en la mayor parte de las empresas en Cuba se han retrasado respecto a los métodos de planeación y control económico que el perfeccionamiento de la economía ha exigido. SISTEMAS DE GESTION ENERGETICA

La Gestión Empresarial incluye todas las actividades de la función gerencial que determinan la política, los objetivos y las responsabilidades de la organización y que las ponen en práctica a través de: la planificación, el control, el aseguramiento y el mejoramiento del sistema de la organización. La Gestión Energética o Administración de Energía, como subsistema de la gestión empresarial abarca, en particular, las actividades de administración y aseguramiento de la función gerencial que le confieren a la entidad la aptitud para satisfacer eficientemente sus necesidades energéticas. Entendiendo por eficiencia energética el logro de los requisitos establecidos por el cliente con el menor gasto energético posible y la menor contaminación ambiental por este concepto.



Un sistema de gestión energética se compone de: la estructura organizacional, los procedimientos, los procesos y los recursos necesarios para su implementación.

Relaciones

Autoridad

Responsabilidad

Materiales

Humanos

Recursos

No Productivos

Productivos

Procesos

Entrenamiento

Aseguramiento

Seguimiento

Operación, Mtto.

Control

Procedimientos

Estructura Organizacional

SISTEMA DE GESTIÓN

ENERGÉTICA

Diagnóstico



23

Al concebir e implantar un sistema de gestión energética hay que tomar en cuenta los cambios que se han producido en la gestión empresarial en los últimos años. Tendencias de Cambio de los Sistemas Empresariales en los Años 90

Años 70 - 80 Años 90 Lotes Estandarizados Producción Flexible Economía de Escala Escalas Menores

Sistemas Productivos

Modelo Integrado Separación de Procesos Control de Calidad del Producto

Calidad Total

Según Normas Técnicas Como Define el Cliente Órganos Funcionales Integrados a la

Producción

Calidad

Inspección Autocontrol Mayor Poder del Productor Mayor Poder el Cliente Vender el Producto Satisfacer Necesidades Identificar Necesidades Crear Necesidades Vender lo que se Produce Producir lo que se Vende

Marketing

Publicidad Promoción Criterio de Efectividad Bajos Costos Calidad y Diferenciación

del Producto Planificación Estrategias Pasado - Futuro Futuro - Presente

Planificación

Factor Estratégico: Tecnología

Recursos Humanos

Estructuras Jerárquicas Estructuras Planas Manual de Normas Detallados

Orientaciones, Visión y Motivaciones

Autoridad Formal Liderazgo Dirigir a los Hombres Dirigir con los Hombres Recursos Humanos: Medio Recursos Humanos: Fin

Organización

Motivación- Manipulación Participación, Cultura, Valores

Autoridad Autocontrol Control Proceso Resultado



ALGUNOS CONCEPTOS BASICOS DE GESTION ENERGETICA • Lo más importante para lograr la eficiencia energética en una empresa no es sólo

que exista un plan de ahorro de energía, sino contar con un sistema de gestión energética que garantice el mejoramiento continuo.

• Es más importante un sistema continuo de identificación de oportunidades que la detección de una oportunidad aislada.

• Para el éxito de un programa de ahorro de energía resulta imprescindible el compromiso de la alta dirección de la empresa con esa administración.

• Debe controlarse el costo de las funciones o servicios energéticos y no el costo de la energía primaria.

• El costo de las funciones o servicios energéticos debe controlarse como parte del costo del producto o servicio.

• Concentrar los esfuerzos en el control de las principales funciones energéticas. • Organizar el programa orientado al logro de resultados y metas concretas. • Realizar el mayor esfuerzo dentro del programa a la instalación de equipos de

medición. ERRORES QUE SE COMETEN EN LA GESTION ENERGETICA. • Se atacan los efectos y no las causas de los problemas. • Los esfuerzos son aislados, no hay mejora integral en todo el sistema. • No se atacan los puntos vitales. • No se detectan y cuantifican adecuadamente los potenciales de ahorro. • Se consideran las soluciones como definitivas. • Se conforman creencias erróneas sobre como resolver los problemas. BARRERAS QUE SE OPONEN AL EXITO DE LA GESTION ENERGETICA. • Las personas idóneas para asumir determinada función dentro del programa, se

excusan por estar sobrecargadas. • Los gerentes departamentales no ofrecen tiempo a sus subordinados para esta

tarea. • El líder del programa no tiene tiempo, no logra apoyo o tiene otras prioridades. • La dirección no reconoce el esfuerzo del equipo de trabajo y no ofrece refuerzos

positivos. • La dirección no es paciente y juzga el trabajo solo por los resultados inmediatos. • No se logra conformar un equipo con buen balance interdisciplinario o

interdepartamental. • Falta de comunicación con los niveles de toma de decisiones. • La dirección ignora las recomendaciones derivadas del programa. • El equipo de trabajo se aparta de la metodología disciplina y enfoque sistemático.



25

• Los líderes del equipo de trabajo son gerentes e inhiben la actuación del resto de los miembros.

Las direcciones estratégicas en los programas de uso racional de la energía son: 1. El ahorro de energía, entendiéndose por ello la eliminación de despilfarros, de uso

innecesario de energía. 2. La conservación de energía, en el sentido de mejorar la eficiencia en los procesos

de generación, distribución y uso final de la energía. 3. La sustitución de fuentes de energía, con el objetivo de reducir costos y mejorar la

calidad de los productos. ETAPAS EN LA IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE GESTION ENERGETICA En general, en todos los sistemas de gestión energética o de administración de energía se pueden identificar tres etapas fundamentales:

• Análisis preliminar de los consumos energéticos. • Formulación de un programa de ahorro y uso racional de la energía (Planes de

Acción). • Establecimiento de un sistema de monitoreo y control energético.

Debe señalarse que en muchos casos la administración de energía se limita a un plan de medidas de ahorro de energía, no garantizándose el mejoramiento continuo. ANALISIS PRELIMINAR DE LOS CONSUMOS ENERGETICOS. Para establecer un sistema de gestión energética, un primer paso es llevar a cabo un análisis de los consumos energéticos, caracterizar energéticamente la empresa y establecer una estrategia de arranque. Esta etapa tiene como objetivo esencial conocer si la empresa efectivamente se viese significativamente beneficiada si implantara un sistema de gestión energética que le permitiera abatir costos por sus consumos de energía, alcanzar una mayor protección ante los problemas de suministro de la energía, reducir el impacto ambiental, mejorar la calidad de sus productos o servicios, y de esta forma elevar sus beneficios. Contar con un buen sistema de gestión energética resulta particularmente importante para las industrias energointensivas, y en general, para las empresas en las cuales la facturación por energéticos puede llegar a representar una elevada fracción de los gastos totales de operación.



No obstante, la gestión energética para reducir los costos puede ser importante aun en empresas donde éstos representan porcentajes relativamente bajos de los costos totales, ya que la energía es el apartado cuyos costos crecen más rápidamente y uno de los pocos costos que pueden ser realmente controlados. El análisis preliminar abarca la información de las fuentes y consumos de portadores energéticos, de los del proceso productivo, distribución general de costos, indicadores globales de eficiencia y productividad, etc. El mismo conduce a conocer el comportamiento y significación de los costos de las funciones o servicios energéticos, a la caracterización del comportamiento energético de la empresa y sus tendencias en los últimos años, a la identificación de las áreas claves y de las principales oportunidades de ahorro, y posibilita la conformación de la estrategia general para la implantación del sistema de gestión energética en la empresa. Al elaborar esta estrategia general hay que tomar en consideración, además, los siguientes factores. • La estrategia general de desarrollo de la empresa. • Las previsiones sobre el entorno de la empresa (factores sociales, económicos,

tecnológicos y políticos). • La capacidad de la empresa para el establecimiento de un sistema de gestión

energética, lo que incluye:

a. Recursos materiales y financieros. b. Nivel de desarrollo tecnológico c. Capacidad del personal d. Experiencias anteriores.

Compromiso de la Dirección. Aunque en las actividades de la Gestión Energética todo el personal debe tomar parte de una forma u otra, resulta imprescindible para el éxito de estas actividades el compromiso de la dirección para con esa administración. Este compromiso implica: 1. La definición de organización estructural para su implementación. 2. El establecimiento de metas. 3. El comprometer los recursos humanos y económicos necesarios. 4. La difusión y apoyo sistemático al programa. ¿Cómo obtener este compromiso?



27

Los resultados del análisis energético preliminar y de la prueba de la necesidad constituyen los elementos básicos para que la Dirección pueda decidir si la empresa necesita realmente perfeccionar o implantar un sistema de gestión energética. La caracterización energética de la empresa permite presentar a la Alta Dirección: a) Tendencias en consumos históricos, costos energéticos, etc. b) Nivel de competencia en gestión energética. c) Relación de posibles proyectos con su relación beneficio/costo. d) Mostrar experiencias y resultados alcanzados en otras empresas. e) Informar acciones de la competencia. ORGANIZACIÓN ESTRUCTURAL DEL SISTEMA En función de las características, política interna, proyecciones y necesidades específicas de la empresa, la dirección deberá decidir cual sería la mejor forma, desde el punto de vista estructural, para establecer su sistema de gestión energética. Existen diferentes posibilidades al efecto, dentro de los cuales podrían mencionarse tres alternativas básicas: a) Creación de una unidad o departamento de ahorro de energía. b) Constitución de un comité de ahorro de energía. c) Contratación de un grupo asesor. Departamento de Ahorro de Energía. La creación de una Unidad o Departamento de Ahorro de Energía requiere en primer lugar, de una evaluación de factibilidad económica. Esta unidad es la encargada de la coordinación de la implantación y funcionamiento del sistema. Constituye un enlace entre los niveles ejecutivos y operativos y es responsable de la aplicación de medidas y del logro de metas. Disponer de este departamento en la estructura de la empresa tendría las siguientes ventajas y desventajas: Ventajas: • Mejor definición de funciones y responsabilidades. • Facilita el seguimiento, control y evaluación de los planes de acción. • Posibilita la capacitación intensiva. • Viabiliza modificaciones y ajustes a los planes. Desventajas: • Pueden presentarse problemas de comunicación entre las áreas involucradas. • Puede entorpecerse la aplicación de acciones y medidas en función de la posición

jerárquica del Jefe de la Unidad.



• Las áreas pueden no sentirse suficientemente involucradas y comprometidas con los

resultados. Comité de Ahorro de Energía. Los comités están formados por personal de todas las áreas involucradas, y tienen como funciones promover, asistir técnicamente y controlar todo lo referente a la gestión energética. De acuerdo con las funciones que se le asignen puede tener un carácter consultivo o ejecutivo y puede ser temporal o permanente. Las ventajas más importantes de esta alternativa son las siguientes: • Se involucra a las áreas en la concepción y ejecución de las acciones. • Se logra un mayor apoyo de las áreas. • Facilita la comunicación entre departamentos y la retroalimentación al coordinador. • Agiliza la aplicación de las acciones y medidas. • Constituye un foro para la generación y revisión de ideas. Como desventajas pueden señalarse: • Se dificulta el establecimiento de responsabilidades. • Se limitan las posibilidades de capacitación intensiva y de contar con personal

especializado. • Se amplían las funciones y responsabilidades del personal que participa, lo cual

puede generar actividades negativas. • Respuesta lenta ante situaciones imprevistas. Grupo Asesor Externo en Ahorro de Energía. Otra alternativa, que podría utilizarse incluso en combinación con alguna de las dos anteriores, sería la de contratar a un grupo consultor en ahorro de energía para el diseño del sistema y de los planes de acción, incluyendo la realización de diagnósticos energéticos y la formulación de propuestas de proyectos de mejora de la eficiencia energética, así como también para el desarrollo de actividades de capacitación especializada. Las principales ventajas de esta alternativa son: • Los análisis son más objetivos y rápidos. • No requiere modificación en la estructura de la empresa. • Se cuenta con personal especializado, lo cual, de alguna manera, garantiza el éxito. • Se puede acordar el pago por sus servicios en función y en proporción a los ahorros

obtenidos.


Una variante de esta alternativa de servicio de asesoría externa que se ha extendido mucho en los Estados Unidos y Canadá, es el llamado “Energy Performance


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Contracting (EPC)”. Este es un tipo de servicio de ingeniería de tipo llave en mano en materia de eficiencia energética sobre una base de comportamiento alcanzado. Las firmas que ofrecen este tipo de servicios se conocen como “Energy Service Companies (ESCO)”, y en Norteamérica alcanzan en conjunto facturaciones anuales billonarias. ESTABLECIMIENTO DE METAS. Una de las acciones iniciales para el establecimiento de un programa de ahorro de energía es el establecimiento de metas. Es importante, que al establecer estas metas por la alta gerencia (lo que forma parte del compromiso de ésta para con el programa), se cuente con el consenso del personal involucrado en la coordinación e implementación del programa. Las metas que se establezcan pueden ser a corto, mediano y largo plazo. Las metas deben ser: • Retadoras y a la vez alcanzables, que impliquen avance, que presenten grados de

dificultad. • Concretas, orientadas a resultados. • Con fechas específicas de inicio y terminación. • Acordadas, colegiadas con el personal involucrado, que constituyan un compromiso

de todos. • Evaluables, con claros y definidos criterios de medida. DIAGNOSTICOS O AUDITORIAS ENERGETICAS. El diagnóstico o auditoría energética constituye una etapa básica, de máxima importancia dentro de todas las actividades incluidas en la organización, seguimiento y evaluación de un programa de ahorro y uso eficiente de la energía, el que a su vez constituye la pieza fundamental en un sistema de gestión energética. Para el diagnóstico energético se emplean distintas técnicas para evaluar grado de eficiencia con que se produce, transforma y usa la energía. El diagnóstico o auditoría energética constituye la herramienta básica para saber cuánto, cómo, dónde y por qué se consume la energía dentro de la empresa, para establecer el grado de eficiencia en su utilización, para identificar los principales potenciales de ahorro energético y económico, y para definir los posibles proyectos de mejora de la eficiencia energética. En resumen, los objetivos del diagnóstico energético son: 1. Evaluar cuantitativamente y cualitativamente el consumo de energía. 2. Determinar la eficiencia energética, pérdidas y despilfarros de energía en equipos y

procesos.



3. Identificar potenciales de ahorro energético y económico. 4. Establecer indicadores energéticos de control y estrategias de operación y

mantenimiento. 5. Definir posibles medidas y proyectos para ahorrar energía y reducir costos

energéticos, evaluados técnica y económicamente. TIPOS DE DIAGNÓSTICOS ENERGÉTICOS. De acuerdo a la profundidad y alcance del diagnóstico energético se acostumbra a clasificarlo en diferentes grados o niveles. Hay autores que señalan dos niveles, otros tres, e incluso algunos especifican cuatro niveles. A modo de ejemplo, puede señalarse la siguiente clasificación, dada por la CONAE de México1 : Diagnóstico Energético Preliminar. También llamado diagnóstico de recorrido. Consiste en una inspección visual de las instalaciones energéticas de la planta, en la observación de parámetros de operación, en el análisis de los registros de operación y mantenimiento, así como de la información estadística global de consumos y facturaciones por concepto de electricidad, combustibles y agua. Con este diagnóstico se obtiene un panorama global generalizado del estado energético y una idea preliminar de los potenciales de ahorro energéticos y económicos. De este tipo de diagnóstico se derivan medidas de ahorro o de incremento de eficiencia energética de aplicación inmediata y con inversiones marginales, y se obtiene una idea preliminar sobre otras posibles medidas de ahorro. El diagnóstico preliminar comprende la realización de una visita de uno o dos días a la instalación y la elaboración y entrega de un informe breve dentro de un término aproximado de una semana. Diagnóstico Energético de Nivel 1 (DEN 1). Consiste esencialmente en una recolección de información y su análisis, poniendo el énfasis fundamental en la identificación de fuentes de posible mejoramiento en el uso de la energía. El DEN1 se centra en el análisis de los equipos y sistemas de conversión primaria y distribución de energía, los equipos auxiliares, sin abarcar los procesos tecnológicos. Analiza principalmente sistemas tales como generación y distribución de vapor,


1 CONAE. Diagnósticos Energéticos. México, 1995


31

generación y suministro de electricidad, sistemas de refrigeración, aire acondicionado, agua, aire comprimido, iluminación, etc. Ofrece una visión detallada de los patrones de utilización y costos de la energía y permite definir un conjunto de medidas de ahorro, evaluadas técnica y económicamente. Proporciona la información necesaria para un diagnóstico de nivel 2 (DEN2). Un diagnóstico energético de nivel 1 puede realizarse en un término aproximado de tres a seis semanas, dependiendo de las características de la instalación y del alcance del diagnóstico y los recursos disponibles, incluyendo una visita inicial (un día), el trabajo de campo (una a dos semanas), el trabajo de gabinete (dos a tres semanas) y la elaboración y presentación del informe final (una o dos semanas). Los objetivos específicos de un DEN1 pueden ser: • Recopilación y desarrollo de una base de datos de consumo y costos de energía y

de producción. • Definición de índices energéticos globales. • Evaluación de la situación energética de la planta. • Identificación de medidas de ahorro de energía. • Evaluación del nivel de instrumentación y su utilidad en el control energético. • Establecimiento de estrategias para el establecimiento de un programa de ahorro de

energía. • Identificar necesidad y conveniencia de realizar un diagnóstico de nivel 2. Diagnóstico Energético de Nivel 2 (DEN 2). Este tipo de diagnóstico abarca todos los sistemas energéticos, tanto equipos de conversión primaria y distribución, como del proceso tecnológico. Incluye además, los aspectos de mantenimiento y control automático relacionados con el ahorro y uso eficiente de la energía. Un diagnóstico de nivel 2 puede ser la continuación, una etapa subsiguiente de un diagnóstico de nivel 1, aunque no necesariamente, ya que se puede plantear directamente un DEN2, el que por supuesto incluirá todo lo referente al DEN1. El período para la realización de un diagnóstico de nivel 2 puede extenderse hasta 12 a 15 semanas ACTIVIDADES DE UN DIAGNOSTICO O AUDITORIA ENERGETICA. En sentido general, un diagnóstico o auditoría energética comprende las siguientes actividades: 1. Reunión inicial en la empresa.



2. Integración del grupo de trabajo. 3. Determinación de la información necesaria para el diagnóstico. 4. Selección de unidades, áreas y equipos a diagnosticar. 5. Planeación de los recursos y el tiempo. 6. Revisión metrológica en los lugares claves a diagnosticar. 7. Recopilación de información. 8. Elaboración del plan de mediciones. 9. Mediciones en campo, recopilación y filtrado de los datos. 10. Procesamiento de datos y análisis de resultados. 11. Determinación de posibles medidas de ahorro. 12. Estimación del potencial de ahorro energético y económico. 13. Definición de medidas de ahorro y proyectos de mejora de la eficiencia energética. 14. Elaboración y presentación del informe final del diagnóstico.



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SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL ENERGÉTICO

En general, el control es la acción de hacer coincidir los resultados con los objetivos. Persigue elevar al máximo el nivel de efectividad de cualquier proceso. Para que exista la acción de control debe existir un estándar (objetivo a lograr), una medición del resultado, herramientas que permitan comparar los resultados con el estándar e identificar las causas de sus desviaciones y variables de control, sobre las cuales actuar para acercar el resultado al estándar. Muchas empresas realizan muchos registros de indicadores energéticos, sin embargo, su uso es mayormente informativo, ya que no han establecido un sistema de control, perdiendo una buena parte de los costos en que incurren en el sistema de información. Necesidad del Control. El control de cualquier proceso es una necesidad real, ya que el medio en que se desarrollan los procesos es dinámico y provoca desviaciones que deben ser corregidas. También la acción del hombre que actúa sobre el proceso es imperfecta y los equipos que componen el proceso fallan o se deterioran en el tiempo. El control permite identificar todas las desviaciones y corregir las que sean posibles, señalando cuándo se hace necesario efectuar una mejora general en el proceso. En el caso particular de la eficiencia energética, pueden agregarse a las causas anteriores de necesidad del control las siguientes: - El precio de la energía cambia, provocando el cambio en los estándares. - El estado técnico de los equipos consumidores cambia, produciendo cambios en los

resultados. - La actitud, motivación y nivel de competencia de gerente, subgerentes, operarios y

empleados respecto al uso de la energía se modifica con el tiempo de función de las prioridades de la empresa. Sólo un sistema de control energético puede mantener la atención sobre estos aspectos.

Proceso de control. El proceso de control, en su organización, consta de las siguientes etapas: 1. Establecer los lugares de control (áreas, equipos). 2. Establecer los indicadores de control. 3. Establecer las variables de control y su relación con los indicadores de control. 4. Establecer las herramientas de medición de los indicadores de control. 5. Establecer los estándares. 6. Establecer las herramientas de comparación de los indicadores con los estándares

de detención de causas de desviaciones o de diagnóstico. El proceso de control, en su ejecución, consta de las siguientes etapas: Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos


1. Recolección de datos 2. Determinación del resultado 3. Comparación del resultado con los estándares 4. Ejecución del diagnóstico de causas de derivaciones 5. Modificación de las variables de control o corrección de desviaciones. Un proceso de control general incluye también una etapa de mejoramiento del proceso, cuando la acción sobre las variables de control no es suficiente para corregir las constantes variaciones que en este se presentan. Esta etapa consiste en una revisión periódica de procedimientos y evaluación técnico-económica de posibilidades de inversión que producen, sin duda, un cambio en los estándares y en los resultados del control frecuente. Método de control. El proceso de control de puede realizar de diferentes formas. En los sistemas de control energético es recomendable utilizar el método de control selectivo. La selección de las áreas y equipos se realiza sobre la base de la estructura de consumo y de pérdidas energéticas de la empresa. Se cubre el 20% de las áreas o equipos que provocan el 80% de las posibles pérdidas energéticas en la empresa. Este método incluye el control por excepción, o sea, dentro de estas áreas o equipos se priorizan aquellas que tienen tendencia a las mayores desviaciones.



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Esquema General de un Sistema de Monitoreo y Control Energético

CONTROL

INFORMACION

MEJORAMIENTO

Al proceso

Modificación de variables de control

Diagnóstico y causas de desviaciones

Determinación de nuevos estándares

Establecimiento de nuevos procedimientos o inversiones para ahorro

de energía

Revisión periódica de

procedimientos y evaluación de posibilidades de inversión

Estándares Monitoreo del

resultado

Recolección de datos

Comparación

regular de resultado con estándar



EVALUACION ECONOMICA DE PROYECTOS DE AHORRO DE ENERGIA. ¿Cuántas veces no ha escuchado, o sufrido Ud. el rechazo de un proyecto de ahorro de energía por la dirección o gerencia de una empresa, aún teniendo la certeza de que este puede generar evidentes ahorros económicos? Pues en muchos casos, el problema puede ser que la evaluación económica de dicho proyecto, y/o su presentación a los decisores, no se realizó de la mejor forma, mostrando las reales ventajas económicas del proyecto y proporcionando indicadores que demuestren su viabilidad técnico-económica. Un administrador energético debe encontrar y seleccionar el método adecuado para realizar el análisis económico de un proyecto de inversión, de forma tal de lograr una presentación atractiva del mismo y el financiamiento requerido para su implementación, en caso de que resulte económicamente factible. Existen muchos métodos para la evaluación de proyectos, aunque los más difundidos en la actualidad, y los más confiables, son aquellos que toman en consideración el valor del dinero en el tiempo al analizar los beneficios y costos esperados durante la vida útil del equipamiento.

Evaluación del valor del dinero a través del tiempo El valor del dinero en el tiempo significa que un determinado capital que se tiene en la actualidad va incrementando su valor en el futuro a determinada tasa de interés fijada. Dicho de otra forma, una cantidad de dinero en la actualidad tiene más valor que otra a recibir en el futuro, debido a que la primera ganará cierto interés o rendimiento al ser invertida. Estos elementos se reflejan en la siguiente expresión:

irPF )1( +⋅= (1) Donde: F- Valor futuro de una cantidad presente (P) de dinero, $. r- Tasa de interés fijada, fracción. i - Año para el cual se desea determinar el valor futuro de la cantidad presente. Nótese que el interés es compuesto, es decir, que para calcular el valor incrementado en un año, el interés no es solo sobre el capital inicial, sino también sobre los intereses generados hasta el año anterior, es decir, se percibe una cantidad adicional debido a la capitalización de los intereses. Al término (1+r)i se le denomina factor de interés compuesto (Fc).



37

Las técnicas de presupuestación de capital o evaluación de proyectos de inversión que tienen en cuenta este fenómeno se basan en el proceso inverso, es decir, actualizan o descuentan a valor presente las entradas y salidas de caja efectuadas durante toda la vida útil del equipamiento o período de evaluación del proyecto, por lo que también se les denomina técnicas de valor descontado. De esta forma se trata de darle el nivel de importancia adecuado a cantidades desembolsadas o ingresadas en períodos distintos, de forma tal de poder relacionarlas directamente entre sí. Por ejemplo, no tendría la misma importancia una misma cantidad desembolsada en el primer año de análisis que en el quinto; por supuesto, la desembolsada en el quinto año tendría menor importancia en la actualidad o menor valor presente, pues pudiéramos tener hoy una menor cantidad de dinero equivalente e invertirla a una tasa de interés determinada, de forma tal que en el quinto año tuviéramos la cantidad necesaria para satisfacer el desembolso requerido (ecuación 1). El proceso de actualización a valor presente se realiza de la siguiente manera:

PF

r i=+(1 ) (2)

La tasa r generalmente se denomina como tasa de interés cuando se trata de hallar el valor futuro o capitalizado de una cantidad, y tasa de descuento cuando se realiza el proceso inverso o de actualización, por lo que la representaremos en este último caso como D. El proceso inverso a la actualización se denomina capitalización. Interés nominal anual, interés efectivo del período e interés equivalente anual. En el análisis financiero de proyectos de inversión de larga vida útil los flujos de efectivo se manejan anualmente, por lo que para realizar un análisis financiero adecuado, es necesario transformar las tasas nominales expresadas considerando 365 días (interés nominal anual), en tasas efectivas del período en caso de que se requiera, o en tasas anuales equivalentes. Interés real (en moneda constante). Es el interés que tiene en cuenta los efectos de la inflación. La inflación o devaluación del dinero, reflejada por un aumento de los precios en el mercado, puede incluirse en los análisis de inversiones calculando una tasa de interés real (tasa en moneda constante) mediante la relación de Fisher:

111

−

++

=frR (3)

Donde:



R- Tasa de interés real. r- Tasa de interés bancaria. f- Tasa de inflación, fracción. De esta expresión puede obtenerse que: r = R + f + (R⋅f) y R = (r - f) / (1+ f) Analizando teóricamente la ecuación (3) se pueden tener tres casos: r > f - La tasa de interés real (R) es positiva pero menor que la tasa de interés sin

tener en cuenta la inflación (r), esto origina una influencia negativa sobre el valor futuro del dinero, aunque existe una ganancia neta.

r < f - La tasa de interés real (R) es negativa, lo cual quiere decir que existe pérdida. r = f - La tasa de interés compuesta es cero. No existe ni pérdida ni ganancia.

Por supuesto, las tasas de interés que pagan los bancos (tasas pasivas) generalmente permiten compensar los efectos de la inflación y recibir un margen de utilidad, por lo que en la práctica se cumple generalmente que r>f. Por otra parte, las tasas que cobran las instituciones de crédito (tasas activas) están determinadas por las tasas pasivas más un margen de utilidad bruta.

Métodos para la evaluación financiera de proyectos de inversión Existen diversas técnicas de valor descontado, aunque todas ellas, como ya se mencionó, se basan en el descuento a valor presente de las cantidades futuras o flujos de caja. Los flujos de caja son la diferencia neta entre beneficios y costos en cada uno de los años, refleja el dinero real en caja. Para su determinación se toma como convenio que las entradas a caja (ingresos) son positivas, y las salidas (gastos) son negativas, lo cual quiere decir que los signos de los flujos de caja resultan del balance anual entre costos y beneficios.

Valor Presente Neto (VPN) Esta técnica se basa en calcular el valor presente neto de los flujos de caja proyectados para todos los años durante el período de evaluación del proyecto. Es una medida de las ganancias que puede reportar el proyecto, siendo positivo si el saldo entre beneficios y gastos es favorable, y negativo en caso contrario. Se determina como:

( )∑= +

+−=n

ii

i

DFc

KVPN1

0 1 (4)



39

Donde: K0- Inversión o capital inicial. Fci- Flujo de caja en el año i. D- Tasa de descuento real utilizada.

De forma general, el flujo de caja se puede calcular como:

( ) ( ) DeptDepGIFc iii +−⋅−−= 100/1 (5) Donde: I- Ingresos en el año i, $ G- Gastos en el año i, $. t- Tasa de impuestos sobre ganancia, %. Dep- Depreciación del equipamiento o amortización de la inversión, $. La depreciación es el proceso de asignar o repartir la inversión inicial en activos fijos, en los períodos donde el uso de dichos activos reporta beneficios a la empresa. Esto permite dividir la inversión inicial en anualidades de forma tal que se realice un balance adecuado de costos y beneficios durante todo el período de evaluación, permitiendo, además, deducir pagos adecuados por concepto de impuestos fiscales. En el concepto depreciación deben tenerse en cuenta dos elementos, uno es la pérdida de valor del activo fijo por el uso del mismo y la obsolescencia tecnológica; el otro es el tratamiento de la depreciación en el mecanismo contable de la empresa. La depreciación se toma en cuenta como un costo anual que debe deducirse anualmente de las utilidades generadas, y que influye en los pagos anuales por impuestos. Es importante destacar que para la evaluación de proyectos, la inversión inicial en el activo es un desembolso real, en tanto que la depreciación es un gasto virtual (no es parte del flujo de efectivo del proyecto) que sólo se contabiliza a los efectos de determinar los impuestos a pagar. La depreciación que permite la legislación fiscal normalmente es menor que la vida útil real del activo. El concepto de amortizar es el mismo que depreciar; el primero se usa para activos intangibles, mientras que el segundo para activos físicos o bienes. Activos intangibles: son los gastos por asistencia técnica, estudios de mercado, “know how”, etc., cuando se actualiza estos valores lo que se realiza es amortizar. Activos físicos o bienes: Son los equipos, edificios, etc.; y a estos lo que se les aplica es la depreciación. Existen varios métodos para determinar la depreciación aunque la más común es considerarla lineal:



nK

Dep 0= (6)

Nótese en la ecuación (4) que la inversión inicial no se descuenta, pues se considera que se realiza al inicio del período de evaluación, que generalmente se considera como el año “cero” de análisis, aunque pueden existir otros sistemas de financiamiento con créditos. En este y otros métodos que toman en cuenta el valor del dinero en el tiempo, la tasa de descuento apropiada debe determinarse externamente al proyecto, tomando como referencia el uso alternativo que se le puede dar al dinero y el riesgo de realizar la inversión. Un error frecuente que se comete en los análisis financieros de proyectos es utilizar como tasa de descuento la tasa interés que se paga por la deuda. En realidad debe tomarse un valor mayor que tenga en cuenta el costo de oportunidad para el inversionista y el riesgo que se corre al realizar la inversión, esta tasa se denomina Tasa de Rendimiento Mínima Atractiva (TREMA).

Tasa Interna de Retorno (TIR) Se define como aquella tasa de descuento que reduce a cero el Valor Presente Neto. En términos económicos, la TIR representa el porcentaje o tasa de interés que se gana sobre el saldo no recuperado de una inversión, de forma tal que al finalizar el período de evaluación o vida útil, el saldo no recuperado sea igual a cero. El saldo no recuperado de la inversión en cualquier punto del tiempo de la vida del proyecto es la fracción de la inversión original que aún permanece sin recuperar en ese momento. Analíticamente la TIR se determina como:

( )∑= +

+−=n

ii

i

TIRFc

K1

0 10 (7)

Como se puede observar, esta ecuación no se puede resolver directamente, sino que se requiere de un análisis iterativo para obtener el valor de la TIR.

Período de Recuperación de la Inversión (PRI) Es el tiempo en que se recupera la inversión inicial para una tasa de descuento D considerada. Se calcula como el momento para el cual el VPN se hace cero.

( )∑= +

+−=PRI

ii

i

DFc

K1

0 10 (8)



41

Esta ecuación no puede resolverse directamente, por lo que para obtener el valor del PRI se le van adicionando gradualmente a la inversión inicial los flujos de caja anuales hasta que el resultado sea cero, en ese momento se ha recuperado la inversión. Tradicionalmente el período de recuperación se calcula como la inversión inicial entre los ingresos esperados por año, sin tener en cuenta el valor del dinero en el tiempo, o costo del uso del capital inicial, por lo que por esta vía el valor que se obtiene es inferior al real, y generalmente se denomina como Período Simple de Recuperación de la Inversión.

Relación Costo - Beneficio (RCB). Se determina como la relación entre el Valor Presente Neto de los Costos (VPNC) y el Valor Presente Neto de los Beneficios (VPNB).

RCBVPNCVPNB

= (9)

En la determinación del VPNC hay que sumar al valor de los costos anuales descontados, el valor de la inversión inicial sin descontar. En las figuras siguientes se muestran gráficamente las relaciones entre algunos de los indicadores tratados (VPN, TIR, PRI) para una inversión inicial de un millón y medio de pesos, flujos de caja hipotéticos y una vida útil de 15 años.

-2000000-1500000-1000000-500000

0500000

10000001500000200000025000003000000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Tiempo (años)

VPN

($)

VPN

PRI

Ko

Relación del VPN con el tiempo



-2000000

-1000000

0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Tasa de Descuento, %

VPN

, $

TIR

Relación del VPN con la Tasa de Descuento Hasta aquí se han tratado cuatro técnicas de análisis de inversiones o proyectos, que originan sus indicadores particulares. En la tabla siguiente se brinda el análisis cuantitativo de estos indicadores para considerar si el proyecto es viable económicamente.

Rango de valores límites para que el proyecto sea económicamente viable

Técnica de Evaluación

Rango adecuado

VPN, $ VPN ≥ 0 TIR, % TIR ≥ D

PRI, años PRI ≤ n RCB RCB ≤ 0

Aunque los rangos en la tabla incluyen los valores límites máximos, generalmente en el análisis se fijan determinados valores límites de acuerdo con las políticas de la empresa donde se analicen. En la práctica en algunas ocasiones se tienen varios proyectos mutuamente excluyentes entre sí y se requiere evaluar su implementación, es decir, que se debe seleccionar uno o varios entre ellos. Los indicadores propuestos pueden emplearse para la selección u ordenamiento entre proyectos. A modo de ejemplo, seleccionaríamos un proyecto A en lugar de uno B sí:



43

- VPNA > VPNB - PRIA < PRIB - TIRA > TIRB - RCBA < RCBB

De estos indicadores, uno de los más utilizados para la selección de proyectos es el período de recuperación de la inversión, pues generalmente las empresas fijan un período de recuperación límite y analizan los proyectos que cumplan dicha condición. Esto puede originar una primera decantación dando lugar a una cantera de posibles proyectos, que pueden ser elegidos u ordenados atendiendo a los demás indicadores. El Valor Presente Neto debe ser el que determine la selección, pues este representa en definitiva la ganancia esperada del proyecto. Por otra parte, es posible que el VPN entre en contradicciones con la TIR para una determinada tasa de descuento. En este sentido puede darse el siguiente caso para dos proyectos A y B: - VPNA > VPNB (para determinada tasa de descuento). - TIRA < TIRB En este caso debe seleccionarse el proyecto A para esa tasa de descuento. Esta situación se representa en la figura siguiente:

VPN vs Tasa de descuento para dos proyectos hipotéticos

-2000000

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

0 10 20 30 40 50 60

Tasa de descuento, %

VPN

, $

Proy. B

Proy. A

Intersección de Fisher

Como se puede observar en la figura anterior, la TIRA < TIRB, por lo que se pudiera decir que el proyecto B es mejor que el A. Sin embargo, existe una tasa de descuento para la cual la relación entre los VPN de ambos proyectos se invierte (intersección de Fisher); para el ejemplo es de aproximadamente 15%, dando lugar a las siguientes situaciones: - Para D < 15% ⇒ VPNA > VPNB - Para D > 15% ⇒ VPNA < VPNB



Esto indica que no se puede concluir de forma absoluta que el proyecto B es mejor que el A; solo es mejor para el caso en que la tasa de descuento sea mayor de 15%. En caso contrario pudiera considerarse que no se cumple esta afirmación. En la práctica puede darse el caso en que se tiene que seleccionar una alternativa o proyecto para satisfacer determinado servicio dentro de un grupo que aportan similares ingresos, los cuales no se pueden cuantificar o son nulos. Estos casos se pueden resolver por tres vías: determinando los Costos del Ciclo de Vida (CCV), el Costo Nivelado o realizando un Análisis Diferencial.

Determinación de los costos del ciclo de vida (CCV). Este análisis se basa en que si las ganancias por la venta del servicio se pueden considerar iguales, entonces los gastos determinarán las diferencias en los flujos anuales de efectivo entre diferentes alternativas, y por consiguiente, la diferencia en los Valores Presentes Netos (VPN). Si entonces no consideramos los ingresos en los flujos de caja, o restamos una cantidad igual para hacerlos cero por igual para todas las alternativas, la diferencia entre los VPN se verá equitativamente afectada, y nos servirá para comparar las alternativas en base a costos. Esta variante de cálculo del VPN cuando no se consideran los ingresos o estos son cero es el llamado Costo del Ciclo de Vida, o valor presente neto de los costos (VPNC) ya mencionado anteriormente. Para llegar a su expresión de cálculo se parte de las ecuaciones (4) y (5):

( )∑= +

+−=n

ii

i

DFc

KVPN1

0 1

( ) ( ) DeptDepGIFc iii +−⋅−−= 100/1

Condiciones: Si Ii = 0 el término I - G (ganancia) es negativo por lo que no se puede aplicar la tasa de impuestos (t = 0). Además, el Dep se anula. El VPN resultaría:

( )∑= +

−−==n

ii

i

DG

KCCVVPNC1

0 1 (10)

( )

++−= ∑

=

n

ii

i

DGKCCV

10 1

(11)



45

El signo negativo no se usa en la práctica, pues solo indica que el significado del indicador es inverso al del VPN, es decir, que un proyecto será mejor mientras menor sea su CCV.

Determinación del costo nivelado (costo unitario promedio de producción de la energía). Este indicador de comparación es válido entre sistemas productores de energía de la misma calidad o exergía. Lógicamente, la mejor variante de las analizadas será la que tenga un menor costo promedio unitario de la energía. El costo unitario promedio de la energía en los años de vida útil o periodo de evaluación del sistema, se puede calcular como:

instLc PVFVPNC

⋅⋅⋅=

8760 , $/kWh (12)

Donde: Fc- Factor de carga del sistema, fracción. Pinst.- Potencia instalada. kW. L – Vida útil o período de evaluación del sistema, años. D- Tasa de descuento, fracción. f- Tasa de inflación, fracción. L – Periodo de evaluación o vida útil.

Análisis Diferencial de Inversiones. Este tipo de análisis se basa en restar los flujos de caja anuales de un proyecto a otro que se quiera evaluar, de forma tal de poder estimar el ingreso del proyecto que se analiza por la diferencia de gastos entre ellos. Para resolver matemáticamente este caso partiremos de un ejemplo: Ejemplo: Se tienen dos proyectos de inversión mutuamente excluyentes entre sí para satisfacer un mismo servicio (suministro de electricidad a un consumidor). En la tabla se muestra la nomenclatura utilizada.

Nomenclatura para el ejemplo Datos Proyecto I Proyecto II

Inversión inicial

K01 K02

Ingresos anuales

I1 I2

Gastos G1 G2 Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos


anuales

Condiciones: • K01 > K02 • I1 = I2 , ambos proyectos satisfacen el mismo servicio. • G1 < G2 Se desea valorar la factibilidad económica de la implementación del proyecto I, pero no se conocen los ingresos anuales generados por la venta del servicio. Como primer paso se plantea la ecuación para determinar el VPN para ambos proyectos:

( ) ( )( )∑

= +

+−⋅−−+−=

n

ii

ii

DDeptDepGI

KVPN1

1111011 1

100/1 (13)

( ) ( )

( )∑= +

+−⋅−−+−=

n

ii

ii

DDeptDepGI

KVPN1

2222022 1

100/1 (14)

( ) ( )( )∑

= +

−+−⋅+−+−−++−=−

n

ii

iiii

DDepDeptDepDepGGII

KKVPNVPN1

21212121020121 1

100/1

(15) De aquí se tiene que: I1 - I2 = 0 G2 - G1 = Ahorro diferencial (dA). VPN1 - VPN2 = Valor Presente Neto Diferencial (VPND) del proyecto I en relación al II. La ecuación entonces resulta:

( ) ( ) ( )( )∑

= +

−+−⋅−−++−=

n

ii

i

DDepDeptDepDepdA

KKVPND1

21210201 1

100/1 (16)

Dep1 – Dep2 = Depreciación diferencial. Como es un análisis diferencial puede resultar que la diferencia entre el ahorro y la depreciación diferencial de la inversión sea menor que cero; en estos casos no se



47

tendría en cuenta la tasa de impuestos para ese año. Es decir, que para aplicar impuestos sobre ganancia debe cumplirse que: (I1 - G1 - Dep1) > 0 (de ecuación 19) - (I2 - G2 - Dep2) > 0 (de ecuación 20) ____________________ dA - (Dep1 - Dep2) > 0 En este caso la inversión en el proyecto I sería mejor que el II si el VPND arroja valores positivos. Hasta aquí se han analizado tres métodos para la solución de problemas de selección o evaluación de proyectos de inversión, cuando no se dispone de datos para la estimación de los ingresos anuales, pero se conoce que estos son semejantes para todas las alternativas. En ocasiones los diferentes indicadores (VPN, TIR, PRI, RCB, etc.) pueden tener diferentes prioridades o pesos a la hora de seleccionar una determinada alternativa o proyecto, en función del estado financiero de la empresa, o de las condiciones impuestas por sus ejecutivos. Por otra parte, puede surgir la necesidad de incluir en el análisis otros factores no económicos como pudiera ser el caso de factores o criterios sociales o ambientales. En estos casos es necesario recurrir a métodos multicriteriales.

Métodos multicriteriales para la selección y/o evaluación de proyectos de inversión. Estos métodos surgen por la necesidad de realizar análisis más integradores, donde se tome en cuenta la influencia de varios criterios. Los criterios pueden ser económicos o de otro tipo, tal es el caso, por ejemplo, de criterios ambientales y sociales.

Incorporación de los costos externos al proceso de selección. Estos costos reflejan un conjunto de externalidades del proceso de producción de energía, que no se incluyen en los costos internos o directos, como los costos de los impactos negativos de las tecnologías sobre el medio ambiente. En este sentido, algunos autores han realizado cálculos y estimados de dichos costos, en función del tipo de fuente y tecnología energética. Si en los análisis tradicionales, se le suma a los costos internos los externos y se habla en términos de costos totales, se estarían incorporando, de cierta forma, otros criterios en la selección de alternativas energéticas, específicamente criterios sociales y ambientales.

Decisión Multicriterio Discreta (DMD).



La esencia del método consiste en evaluar las alternativas para diferentes criterios de forma cualitativa o cuantitativa, y posteriormente procesar dichas evaluaciones con el objetivo de seleccionar la "mejor" variante, o establecer un orden de prioridad. El núcleo de la DMD es la denominada matriz de decisión o de impactos, la cual recoge las evaluaciones realizadas a cada alternativa por el decisor, analista o grupo de expertos, con respecto a cada uno de los criterios propuestos, determinándose además los factores de peso de cada uno de los criterios. En la figura siguiente se muestra la estructura de la matriz de decisión o de impactos.

Criterios C1.........Cj...........Ck

A1 . Alternativas Ai

.

Am

w1.........wj.........wk

Factores de peso

ri,j

Matriz de decisión o de impactos Donde: ri,j - Evaluación de la alternativa i con respecto al criterio j. Ai - Conjunto discreto de alternativas. Ci - Conjunto discreto de criterios. wj - Factores de peso. m- Número de alternativas. k- Número de criterios. Es necesario señalar que la DMD no es un proceso de optimización, pues los resultados pueden interpretarse de diferentes formas y dependen de algunos factores subjetivos, como es el caso de las evaluaciones realizadas por los expertos. Una cuestión práctica a enfrentar, es que las escalas de medida de las evaluaciones pueden ser diferentes (numérica, jerárquica cualitativa, probabilística, etc.). Lo anterior hace necesario realizar un proceso de normalización, que se puede efectuar de diferentes formas; por ejemplo, se puede dividir por el máximo o por la suma de las evaluaciones realizadas para cada criterio. Seguidamente se proponen dos expresiones generales que permiten una normalización en el intervalo [0,1].



49

Valor normalizado = X X

X Xi j max

max min

, −

− (Criterios a minimizar) (17)

Valor normalizado = X XX X

i j min

max min

, −

− (Criterios a maximizar) (18)

Donde :

Xi,j- Evaluación de la alternativa i con el criterio j. Xmax- Máxima evaluación realizada de las alternativas para el criterio que se analiza. Xmin- Mínima evaluación realizada de las alternativas para el criterio que se analiza.

En el caso de que todas las evaluaciones coincidan para un determinado criterio, se toma 1 como valor normalizado para todas las alternativas. La determinación de los factores de peso puede realizarse por diferentes vías, se puede efectuar por asignación directa o realizar un proceso de comparaciones binarias entre criterios, obteniéndose un vector resultante de los pesos. En la actualidad existen muchos métodos de ordenación DMD, entre los cuales cuatro resaltan por su importancia: 1- Utilidad Multiatributo. 2- Ponderación Lineal. 3- Método Jerárquico de Saaty. 4- Relaciones de Superación. La Ponderación Lineal es uno de los métodos más sencillos y de fácil aplicación, y que ha sido utilizado por otros autores para la selección de alternativas energéticas. Ponderación Lineal. Este método consiste en realizar una ponderación lineal de los criterios, es decir, multiplicar cada evaluación (ri,j) por el factor de peso del criterio j (wj) y dividir por la suma de los factores de peso. El procesamiento de cada alternativa i pudiera describirse por la siguiente ecuación:



∑

∑

=

=

⋅= k

jj

k

jijj

i

w

rwF

1

1 (19)

La Ponderación Lineal tiene como desventajas que los resultados finales dependen mucho de las evaluaciones realizadas, normalizaciones, escalas y selección de los pesos. Por esto se recomienda el trabajo en grupo de expertos, con el objetivo de alcanzar conclusiones válidas. Determinación de los factores de peso. Existen muchas formas o vías para determinar las preferencias del decisor o grupo de expertos, con relación a los criterios que se toman en cuenta para la toma de decisiones. En el caso de la Ponderación Lineal dichas preferencias están representadas por los factores de peso de los criterios, los cuales reflejan la importancia relativa de cada criterio para el decisor. Entre estos procedimientos pudiera mencionarse el método Delphi, que permite procesar las opiniones de los expertos en relación a los pesos, obtener una ordenación de los criterios y lograr una estimación promedio de los pesos. Otro espectro amplio de procedimientos de estimación de pesos, incluye a aquellos que parten de efectuar comparaciones binarias entre criterios. En este conjunto se distingue el método de Saaty (“Analytic Hierarchy Process”), el cual consiste en conformar una matriz cuadrada n x n (A=[aij]), donde n es el número de criterios y aij las comparaciones entre los criterios, realizadas por el decisor o grupo de expertos, normalizadas en una escala de 1 a 9. Las evaluaciones (aij) representan la importancia relativa del criterio i con respecto a j, cumpliéndose entonces que aij=1/aji. La matriz obtenida tiene la característica que su autovector dominante, es el vector de los pesos w = (w1, w2, ..., wn), y su autovalor dominante asociado es precisamente n, aunque puede existir alguna pequeña desviación debido a las inconsistencias en las evaluaciones. Saaty propone además una metodología para evaluar dichas inconsistencias. Escala de comparaciones binarias de Saaty. Grado Definición Explicación

1 Igual importancia entre A y B

Ambos elementos contribuyen de igual manera al logro de objetivo.

3 Débil predominancia de A en relación con B

La experiencia y el juicio favorecen levemente un elemento en relación a otro.

5 Fuerte o determinante predominancia de A con

La experiencia y el juicio favorecen levemente más claramente un elemento



51

respecto a B. en relación al otro. 7 Importante predominancia

de A con respecto a B. Un elemento domina ampliamente, y esta dominación puede ser evidenciada en la

práctica. 9 Absoluta predominancia de

A con respecto a B. Puede demostrarse que la dominación de

un elemento en relación al otro es absoluta.

2,4,6,8 Valores intermedios entre dos apreciaciones vecinas.

Son utilizados para afinar el juicio entre dos elementos.

Decisión Multiobjetivo (DMO). Este método, también conocido como optimización multiobjetivo, consiste en desarrollar un modelo con varias funciones objetivos a optimizar, donde cada una refleje un criterio a tener en cuenta en la selección. A modo de ejemplo, se pudieran plantear los siguientes objetivos para la selección de alternativas energéticas para una comunidad. Objetivo 1: Minimizar los costos directos. Objetivo 2: Minimizar el período de recuperación de la inversión. Objetivo 3: Minimizar consumo de energía. Objetivo 4: Maximizar el empleo. Objetivo 5: Minimizar las emisiones al medio. El modelo puede resolverse empleando diferentes métodos matemáticos, entre los cuales pueden mencionarse la Optimización de Pareto y la Programación por Metas. Este último es muy utilizado, aunque recientemente algunos autores le señalan ciertas debilidades y sugieren otras técnicas como el Simplex Multicriterio. La Decisión Multiobjetivo tiene como desventaja que no resulta factible la incorporación de criterios que no se pueden expresar de forma matemática (cualitativos); sin embargo, constituye una herramienta muy fuerte y confiable en los análisis de selección, pues limita la manipulación de los resultados con factores subjetivos, además que brinda en muchos casos resultados numéricos útiles y de gran valor para el analista. Por otra parte, permite incorporar a la selección un conjunto de factores externos o restricciones que reflejan elementos tales como: disponibilidad de recursos, capital disponible, requerimientos específicos del sistema, entre otros. Hasta aquí se han analizado algunos de los posibles métodos multicriteriales para la selección de proyectos de inversión. Seguidamente se trata un ejemplo donde se aplica uno de los métodos tratados en la segunda categoría (Decisión Multicriterio Discreta). Ejemplo: Se tienen tres alternativas para la reducción de los consumos de energía en una instalación productora de potencia mecánica. Se desea seleccionar la mejor alternativa y realizar un ordenamiento de las mismas para futuras implementaciones, pues las alternativas son no excluyentes entre sí.



Datos del problema.

Criterios Alternativas VPN

($) PRI

(años) Emisiones (kg/kWh)

A1 500 2 10 A2 300 4 5 A3 800 5 12

Factor de peso (w), % 50 30 20 Los criterios y los objetivos para la selección son los siguientes:

• Valor Presente Neto (maximizar). • Período de Recuperación de la Inversión (minimizar). • Emisiones al medio ambiente (minimizar).

Se desea además que el primer criterio mencionado tenga un 50 % en el peso de la decisión, el segundo un 30 % y el tercero un 20 %. Nótense tres características particulares del problema:

1- Los criterios no tienen el mismo peso en la selección. 2- Los valores de los criterios se miden en diferentes escalas. 3- Algunos criterios se desean maximizar y otros minimizar.

Atendiendo a estas características, se concluye que solo es posible utilizar un método multicriterial para el proceso de selección. En este caso se utiliza un método de la Decisión Multicriterio Discreta, la Ponderación Lineal. Como las escalas de evaluación de los criterios son diferentes, es necesario realizar un proceso de normalización para poder sumar linealmente las evaluaciones según el método seleccionado, y hallar un valor global que represente desde un punto de vista cualitativo el grado de perfección del proyecto. Esta normalización se realiza según las expresiones (17) y (18). Los resultados se brindan en la tabla siguiente: Valores normalizados.

Criterios Alternativas VPN

($) PRI

(años) Emisiones(kg/kWh)

A1 0.4 1 0.28 A2 0 0.33 1 A3 1 0 0

Factor de peso (W), %

50 30 20



53

Aplicando la ecuación 23 se puede determinar el valor de la función total, la cual toma valores en el rango de 0 a 1, donde los mejores valores son los más cercanos a la unidad. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla siguiente: Resultados de la ponderación lineal.

Alternativas Valor de la función global A1 0.556 A2 0.299 A3 0.5

Como se puede observar desde un punto de vista integral, atendiendo a todos los criterios propuestos, la mejor alternativa es la primera, a pesar de que la tercera tiene un valor normalizado mucho mayor en el criterio de mayor peso. El método aplicado posibilita además realizar el ordenamiento de las opciones lo que permite, por ejemplo, conformar en un programa de ahorro de energía un orden de implementación de las posibles medidas.



GESTION TOTAL EFICIENTE DE LA ENERGIA Hasta el momento el problema de explotar el recurso eficiencia energética se ha abordado en las empresas de una forma muy limitada, fundamentalmente mediante la realización de diagnósticos energéticos para detectar las fuentes y niveles de pérdidas, y posteriormente definir medidas o proyectos de ahorro o conservación energética. Esta vía, además de obviar parte de las causas que provocan baja eficiencia energética en las empresas, generalmente tiene baja efectividad por realizarse muchas veces sin la integralidad, los procedimientos y el equipamiento requerido, por limitaciones financieras para aplicar los proyectos; pero sobre todo, por no contar la empresa con la cultura ni las capacidades técnico administrativas necesarias para realizar el seguimiento y control requerido y lograr un adecuado nivel de consolidación de las medidas aplicadas. La entidad que no comprenda esto verá en breve limitadas sus posibilidades de crecimiento y desarrollo con una afectación sensible de su nivel de competencia y de la calidad de los servicios que presta; quedará rezagada respecto a aquellas que preparen sus recursos humanos y creen las capacidades permanentes necesarias para explotar este recurso, de magnitud no despreciable, en sus propias instalaciones. La elevación de la eficiencia energética puede alcanzarse por dos vías fundamentales, no excluyentes entre sí:

Mejor gestión energética y buenas prácticas de consumo. • • Tecnologías y equipos eficientes.

Cualquiera de las dos reduce el consumo específico, pero la combinación de ambas es la que posibilita alcanzar el punto óptimo. La primera vía tiene un menor costo, pero el potencial de ahorro es menor y los resultados son más difíciles de conseguir y mantener, puesto que entrañan cambios en hábitos de consumo y en métodos de gestión empresarial. La segunda vía requiere de inversiones, pero el potencial de ahorro es más alto y asegura mayor permanencia en los mismos. El alto nivel competitivo a que están sometidas las empresas desde los años 90 les impone cambios en sus sistemas de administración. No es suficiente dirigir desde un núcleo generador de soluciones a los problemas, a través de medidas que compulsen a los hombres y dediquen los recursos a lo que se ha considerado fundamental; se requiere que exista una estrategia, un sistema entendido por todos y con la capacidad para llevarlo a cabo, que garantice la estabilidad de cada resultado en consonancia con la visión que se ha propuesto la Empresa. Lo más importante para lograr la eficiencia energética en una empresa, no es sólo que exista un plan de ahorro de energía, sino contar con un sistema de gestión energética que garantice que ese plan sea renovado cada vez que sea necesario, que involucre a



55

todos, que eleve cada vez más la capacidad de los trabajadores y directivos para generar y alcanzar nuevas metas en este campo, que desarrolle nuevos hábitos de producción y consumo en función de la eficiencia, que consolide los hábitos de control y autocontrol, y en general, que integre las acciones al proceso productivo o de servicios que se realiza. Un estudio realizado sobre la gestión energética en más de 50 empresas puso de manifiesto las siguientes características predominantes en la mayoría de ellas: 1. Existen indicadores de consumo al nivel de empresa, pero no en todos los casos

estos caracterizan adecuadamente la eficiencia energética y su evolución, y no se han establecido índices de consumo en áreas y equipos mayores consumidores.

2. No se maneja adecuadamente el impacto de los costos energéticos en los costos de

producción y su evolución y tendencias. Se conoce el costo de la energía primaria, pero no siempre el de los portadores energéticos secundarios.

3. Se asignan y/o delegan acciones relativas al ahorro de energía; sin embargo, no están involucradas todas las áreas, cuesta trabajo implantarlas y mantenerlas.

4. La instrumentación necesaria para evaluar la eficiencia energética es insuficiente o

no se encuentra totalmente en condiciones de ser utilizada. 5. No se ha capacitado de forma especializada a la dirección y el personal involucrado

en la producción, transformación o uso de la energía. 6. Se realizan algunas inspecciones de tipo preliminar, mediante las que se descubren

desperdicios y fugas de energía, así como otros tipos de potenciales de ahorro que se enfrentan, en dependencia de las prioridades y disponibilidad de recursos de la empresa.

7. Se llevan a cabo algunas acciones para ahorrar electricidad o combustibles, basadas

en el récord histórico de la empresa, pero en forma aislada, con seguimiento parcial, y sus resultados no son los esperados.

8. El banco de problemas energéticos no responde a los resultados de la realización de

diagnósticos o auditorías energéticas con metodologías y equipos de medición adecuados, y no cuentan con un banco de proyectos de mejoramiento de la eficiencia energética apropiados al escenario energético y financiero de la misma.

9. Son insuficientes los mecanismos para motivar al personal clave al ahorro de energía

y existe una incipiente divulgación y un bajo nivel de concientización sobre la necesidad del ahorro de energía en la empresa.



Para lograr la eficiencia energética de forma sistemática es necesario la aplicación apropiada de un conjunto de conocimientos y métodos que garanticen esta práctica. Ellos son aplicados a los medios de trabajo, los recursos humanos, los procesos, la organización del trabajo, los métodos de dirección, control y planificación. A tal efecto, se ha desarrollado una tecnología para la gestión energética en las empresas, que sintetiza la experiencia, procedimientos y herramientas obtenidas en la labor por elevar la eficiencia y reducir los costos energéticos en la industria y los servicios. ¿ Qué es la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía (TGTEE)?

La TGTEE consiste en un paquete de procedimientos, herramientas técnico-organizativas y software especializado, que aplicado de forma continua y con la filosofía de la gestión total de la calidad, permite establecer nuevos hábitos de dirección, control, diagnóstico y uso de la energía, dirigidos al aprovechamiento de todas las oportunidades de ahorro, conservación y reducción de los costos energéticos en una empresa. ¿Qué diferencia la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía de los servicios que se ofertan en este campo? • Es un proceso de reingeniería de la gestión energética de la empresa. • Su objetivo no es sólo diagnosticar y dejar un programa, sino elevar las capacidades

técnico-organizativas de la empresa para ser autosuficiente en la gestión por la reducción de sus costos energéticos.

• Añade el estudio socioambiental, la gestión de mantenimiento, la gestión tecnológica y los elementos de las funciones básicas de la administración que inciden en el uso eficiente de la energía.

• Es capaz de identificar un número muy superior de medidas triviales y de baja inversión para la reducción de los costos energéticos.

• Entrena, capacita y organiza los recursos humanos que deciden la reducción de los consumos y gastos energéticos, creando una nueva cultura energética.

• Instala en la empresa procedimientos, herramientas y capacidades para su uso continuo y se compromete con su consolidación.

¿ Qué incluye la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía?

• Capacitación al Consejo de Dirección y especialistas en el uso de la energía. • Establecimiento de un nuevo sistema de monitoreo, evaluación, control y mejora

continua del manejo de la energía. • Identificación de las oportunidades de conservación y uso eficiente de la energía en

la empresa.



57

• Proposición, en orden de factibilidad, de los proyectos para el aprovechamiento de las oportunidades identificadas.

• Organización y capacitación a los trabajadores vinculados al consumo energético en hábitos de uso eficiente.

• Establecimiento de un programa efectivo de concientización y motivación de los recursos humanos de la empresa hacia la eficiencia energética.

• Preparación de la empresa para autodiagnosticarse en eficiencia energética. • Establecimiento en la empresa las herramientas necesarias para el desarrollo y

perfeccionamiento continuo de la Tecnología.

La TGTEE permite, a diferencia de las medidas aisladas, abordar el problema en su máxima profundidad, con concepto de sistema, de forma ininterrumpida y creando una cultura técnica que permite el autodesarrollo de la competencia alcanzada por la empresa y sus recursos humanos.


Identificación de soluciones. Evaluación técnico-económica. Establecimiento de escenarios. Clasificación de soluciones. Planificación de soluciones y metas. Diseño del sistema de monitoreo. Diseño el programa de concientización, motivación y capacitación.

Normación, regulación y aplicación de las medidas técnico-organizativas. Aplicación de las medidas aprobadas. Establecimiento de las herramientas para el monitoreo. Aplicación del Programa de concientización, motivación y capacitación. Entrenamiento.

Gestión Total

Eficiente de la

Energía

Diseño de un Plan

Prueba de la Necesidad

Diagnóstico Energético y

Socioambiental

Compromiso de la Alta Dirección

Organización y Composición de

Equipos de Mejora

Aplicación de Acciones y Medidas

Seguimiento y Control

Determinación y análisis de Indices GlobalesCurvas de comportamiento de consumos. Diagnóstico energético-ambiental preliminar. Diagnóstico general al sistema de administración. Identificación de potenciales y Evaluación de Impactos.

Definir estructuras necesarias. Determinar tipo, misiones y funciones. Sistema de retroalimentación. Mecanismos de estimulación. Barreras y alternativas.

Estructura energético-productiva. Estructura de consumo y gastos de portadores primarios. Estructura de consumo de portadores secundarios asociados. Identificación de unidades áreas y equipos.Costos de las corrientes energéticas. Establecimiento de índices, factores y herramientas. Estructura de pérdidas energéticas. Identificación de prácticas ineficientes. Evaluación de mecanismos de interés. Determinación de niveles de incompetenciaDeterminación de estándares y metas. Banco de problemas.

Caracterización del estado actual. Proposición de alternativas.Formulación de metas posibles Formular visión y escenarios posibles.

Monitoreo y registro de índices yfactores. Evaluación técnico-económica y ambiental. Identificación de causas dedesviaciones estimado-real de lasmetas. Selección e implantaciónde correcciones al sistema. Divulgación de los resultados



SECUENCIA DE APLICACIÓN DE LA TGTEE

Estructuras

Información a la Alta Dirección

Prueba de Necesidad

Integración Grupo de Implantación y Capacitación

Aplicación de acciones

Organización de

Supervisión y Control

Presentación y aprobación por la

Alta Dirección

Planeación

Evaluación

Diagnóstico

Compromiso Alta Dirección

Presentación y aprobación por la

Alta Dirección

Aprobación Alta Dirección

Promoción y divulgación

Cont

rol

Mej

ora



60

HERRAMIENTAS PARA ESTABLECER UN SISTEMA DE GESTIÓN TOTAL EFICIENTE DE LA ENERGÍA DIAGRAMA ENERGÉTICO – PRODUCTIVO Esta herramienta consiste en desarrollar el flujograma del proceso productivo, agregándole todas las entradas y salidas de materiales (incluidos residuos) y de energía, con sus magnitudes características para los niveles de producción típicos de la empresa. También en el diagrama se muestran los niveles de producción de cada etapa, así como entradas externas al proceso de materiales semiprocesados si los hubiera. Es conveniente expresar las magnitudes de la energía consumida en cada etapa del flujograma por tipo de energía consumida y en porcentaje con respecto al consumo total de cada tipo. Utilidad del Diagrama Energético – Productivo

Muestra la relación entre las diferentes etapas del proceso productivo y las etapas mayores consumidoras por tipo de energético.

♦

♦

♦

♦

♦

♦

Muestra donde se encuentran concentrados los rechazos de materiales y los efluentes energéticos no utilizados. Muestra las posibilidades de uso de efluentes energéticos en el propio proceso productivo. Muestra las posibilidades de cambio en la programación del proceso o introducción de modificaciones básicas para reducir los consumos energéticos. Facilita el establecimiento de indicadores de control por áreas, procesos y equipos mayores consumidores. Permite determinar la producción equivalente de la empresa.

¿Cómo preparar un diagrama energético – productivo? 1. Elaborar el flujograma del proceso productivo de la empresa. 2. Indicar con flechas las entradas de materiales y tipo de material, de energéticos o

tipo de energético, así como las salidas de productos y sus tipos, los rechazos o residuos de productos y sus tipos y los efluentes energéticos y sus tipos.

3. Escribir en las flechas las magnitudes de los elementos representados, en las

mismas unidades de medición, de ser posible. En el caso de energéticos, expresar las magnitudes en tep o kWh, en las unidades características de ese tipo de energía y en porcentaje respecto al consumo total de cada portador energético. Indicar además, la productividad de cada etapa del proceso, así como las magnitudes de productos que no pasan a la etapa siguiente y se almacenan, en caso que existan.

4. A partir del diagrama confeccionar una tabla de consumos y efluentes energéticos

por etapas del proceso productivo, como se muestra en la tabla siguiente. Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos


5. Establecer los posibles indicadores de control por área para cada tipo de portador

energético. 6. Establecer la producción equivalente de la empresa.

Tabla de consumos y efluentes energéticos CONSUMO ENERGÉTICO Efluentes Energéticos

Portador 1 Portador 2 Gases Líquidos Sólidos

Proceso Unid. Caract

Unid. Equiv.

Unid. Caract

Unid. Equiv.

Unid. Caract

Unid. Equiv.

Unid. Caract

Unid. Equiv.

Unid. Caract

Unid. Equiv.

Total Uso del diagrama energético – productivo para la caracterización energética de la empresa. La figura siguiente muestra la distribución energética de una planta típica industrial. La energía primaria es utilizada para obtener la energía secundaria necesaria a la planta: vapor, aire comprimido, agua helada, etc. Estos departamentos de interconexiones o auxiliares deben metrar las energías secundarias que producen para las necesidades de la planta.

Distribución de energía en una planta industrial típica.

Aire Comprimido

AguaFría

Vapor

Transformadores de energía

Combustible Electricidad

Los departamentos de servicio son no productivos; realizan funciones de administración, mantenimiento, tratamiento de residuales o de aguas etc. Su consumo energético no está asociado a la producción. Los departamentos productivos son de consumo variable, ya que el incremento o disminución de la producción influye directamente en la energía consumida por sus máquinas. Esta dependencia puede en muchos casos ajustarse linealmente, como se verá en el diagrama E vs. P posteriormente.



62

Departamento de servicios Departamentos Productivos

ENE

R G

I A

E N E

R G

I A

E N E

R G

I A

El consumo de energía casi no depende de la producción

El consumo de energía depende de la producción

C

B

6 5

4 3

Mantenimiento

Administración

Tratamiento de agua 2 1 A

Si se realiza el diagrama E vs. P utilizando como E la energía primaria que entra a la empresa, el intercepto o energía no asociada a la producción Eo, crece con la cantidad de departamentos de servicios y transformadores de energía, así como con las pérdidas y consumos no productivos de los departamentos de producción. Uso del Diagrama Energético – Productivo para determinar la producción equivalente de la empresa. 1. Establecer el diagrama energético – productivo de la empresa. 2. Identificar los productos o subproductos finales del proceso productivo y los gastos

energéticos asociados a ellos durante todo el proceso de su formación. 3. Plantear la expresión de producción equivalente como la suma de cada producto o

subproducto multiplicado por la tasa de consumo (% consumo/100). Para cada portador energético importante existe una producción equivalente.

4. Establecer como indicador de control de la empresa el consumo total del portador en

el período seleccionado (mes, día, año) con respecto a la producción equivalente en el mismo período.

5. Comprobar el indicador de control realizando un diagrama de correlación o

dispersión entre el consumo y la producción equivalente.



GRÁFICOS DE CONTROL Los gráficos de control son diagramas lineales que permiten observar el comportamiento de una variable en función de ciertos límites establecidos. Se usan como instrumento de autocontrol y resultan muy útiles como complemento a los diagramas causa y efecto, para detectar en cuales fases del proceso analizado se producen las alteraciones. Su importancia consiste en que la mayor parte de los procesos productivos tienen un comportamiento denominado normal, es decir existe un valor medio M del parámetro de salida muy probable de obtener, y a medida que nos alejamos de este valor medio la probabilidad de aparición de otros valores de este parámetro cae bruscamente, si no aparecen causas externas que alteren el proceso, hasta hacerse prácticamente cero para desviaciones superiores a tres veces la desviación estándar (3σ) del valor medio. Este comportamiento (que debe probarse en caso que no exista seguridad que ocurra) permite detectar síntomas anormales actuando en alguna fase del proceso y que influyan en desviaciones del parámetro de salida controlado.

_ _ _ _ _ _ _

X-3σ X- 2σ X– σ X X+σ X+2σ X+3σ 68 % 95.44 % 99.73 %



64

nx

xn

i i∑ == 1

1

)( 21

−

−=

∑ −

n

xxn

i iσ

El gráfico consta de la línea central y las líneas límites de control. Los datos de la variable cuya estabilidad se quiere evaluar se sitúan sobre el gráfico. Si los puntos situados se encuentran dentro de los límites de control superior e inferior, entonces las variaciones proceden de causas aleatorias y el comportamiento de la variable en cuestión es estable. Los puntos fuera de los límites tienen una pauta de distribución anormal y significan que la variable tuvo un comportamiento inestable. Investigando la causa que provocó la anomalía y eliminándola se puede estabilizar el proceso.

X - 3σ

X

X - 3σ

Valor Medio

Parámetros mejorados

Parámetroscontrolados

Parámetros fuera de control

Límite Inferior

Límite Superior

Parámetro de Control



El objetivo del uso de este gráfico dentro del sistema de GTEE es determinar si los consumos y costos energéticos tienen un comportamiento estable o un comportamiento anómalo. Utilidad de los gráficos de Control. - Conocer si las variables evaluadas están bajo control o no - Conocer los límites en que se puede considerar la variable bajo control. - Identificar los comportamientos que requieren explicación e identificar las causas no

aleatorias que influyen en el comportamiento de los consumos. - Conocer la influencia de las acciones correctivas sobre los consumos o costos

energéticos. ¿Cómo preparar un gráfico de control? Existen diversos tipos de gráficos de control. Se utilizará el gráfico de control para una sola muestra. 1. Conformar la tabla de datos: Tabla de Datos

No Xi 1 2 . . . n

.

.

.

.

.

. Suma Σx Media Σxi/n

2. Cálculo de líneas de control: Para el gráfico de control de x :

nx

xn

i i∑ == 1

1

)( 21

−

−=

∑ −

n

xxn

i iσ



66

LCS = x + 3 σ límite de control superior de x LCI = x – 3 σ límite de control inferior de x Dibujar los gráficos de control. Dibujar las líneas rectas paralelas al eje x de x, LCS, LCI y los puntos de las muestras xi. 3. Evaluación Criterios para determinar la estabilidad del proceso. Un proceso es estable cuando cumple los siguientes criterios: 1. No hay puntos fuera de los límites de control (si un punto está en el mismo límite de

control se considera que está fuera). 2. No hay pautas de distribución anormales. Evaluación de pautas de distribución anormales. 1. Secuencia: Si existe una secuencia continua de puntos en un solo lado la línea de

centro, entonces puede haber cambiado el valor medio de la distribución. Si hay siete o más puntos consecutivos, entonces puede juzgar que el valor medio de la distribución ha cambiado hacia el lado de la línea de centro en que se encuentran los puntos consecutivos.

2. Sesgo: Si no coinciden 7 puntos consecutivos a un lado de la línea, pero existen

una gran cantidad de puntos no consecutivos de un lado de la línea. Asumir que existe anomalía cuando en un solo lado de la línea se encuentran:

- 10 de 11 puntos no consecutivos seguidos. - 12 o más de 14 puntos no consecutivos seguidos. - 14 o más de 17 puntos no consecutivos seguidos. - 16 o más de 20 puntos no consecutivos seguidos.

3. Tendencia: Se considera tendencias a un ascenso o caídas sostenidas en la

posición de los puntos. Una tendencia consistente en 7 o más puntos que suben o caen (independientemente de que lado de la línea se encuentren) consecutivamente es señal de una anomalía en ese período de tiempo.

4. Aproximación al límite: Si dos de 3 puntos consecutivos o 3 o más puntos de 7

consecutivos se aproximan al límite superior o inferior de control o están a más de 2/3 de la distancia entre el límite y la línea centro, puede considerarse que en ese período existió una anomalía. Centro de Estudios de Energía y Medio Ambiente Universidad de Cienfuegos


5. Periodicidad: Ocurre periodicidad si la posición de los puntos de datos puede

ascender y descender en forma de onda periódica. A menudo es útil en el análisis del proceso determinar el período, amplitud y causas de este fenómeno periódico.

Uso del gráfico de control para la disminución y control de los consumos energéticos: 1. Identificar las pautas anómalas que presenta el gráfico. 2. Determinar las causas de cada anomalía, verificando qué factores de producción u

otro tipo variaron el período de la anomalía y cómo variaron. 3. Verificar que en los estados estables estos factores no influyeron. 4. Establecer acciones o estrategias para eliminar las anomalías que provocan

incremento de los consumos o mantener las condiciones que provocan reducción de los mismos.

5. Una vez que se hayan adoptado acciones para evitar la recurrencia de los problemas, se descartan los datos de las anomalías y se calculan los nuevos límites de control para el seguimiento del comportamiento de los consumos. Si solamente 1 de 35 puntos consecutivos o 2 de 100 consecutivos están fuera de los límites de control, puede considerar estable el proceso y continuar empleando los mismos límites.

6. Continuar situando los datos en el gráfico de control. Actuar inmediatamente que se produzca una anomalía.

GRÁFICO DE CONSUMO Y PRODUCCIÓN EN EL TIEMPO (E – P vs. T) Consiste en un gráfico que muestra la variación simultánea del consumo energético con la producción realizada en el tiempo. El gráfico se realiza para cada portador energético importante de la empresa y puede establecerse a nivel de empresa, área o equipos. Utilidad de los gráficos E-P vs. T. - Muestran períodos en que se producen comportamientos anormales de la variación

del consumo energético con respecto a la variación de la producción. - Permiten identificar causas o factores que producen variaciones significativas de los

consumos.



68

Gráfico E-P vs. Tiempo

0

200

400

600

800

1000

1200

E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N DMeses

Energía

0

50

100

150

200

250

300

350

Producción

Energía

Producción

¿Cómo preparar un gráfico E-P vs. T? 1. Se registran los valores de consumo energético y de producción asociada a los

mismos en períodos de tiempos homogéneos (día, mes, año, etc). 2. Se grafican en un diagrama x,y la curva de variación en el tiempo de la producción y

del consumo. En el caso que la escala de valores de producción y consumo sea muy diferente, será necesario realizar un gráfico de 2 ejes del tipo x,y1, y2.

3. Se comparan las tendencias de variación de la producción en cada período (de un día a otro, de un mes a otro, etc.) con las tendencias de variación del consumo y se identifican los períodos donde ocurren variaciones anormales.

Variaciones anormales en el gráfico E-P vs. T Generalmente debe ocurrir que un incremento de la producción produce un incremento del consumo de energía asociado al proceso y viceversa. Comportamientos anómalos son: - Incrementa la producción y decrece el consumo de energía. - Decrece la producción y se incrementa el consumo de energía. - La razón de variación de la producción y el consumo, ambos creciendo o

decreciendo, son significativos en el período analizado. El gráfico E-P vs. T puede acompañarse de una tabla de variación relativa de la producción y el consumo en el tiempo que permite la evaluación numérica de las anomalías descritas.



La tabla se confecciona a partir de los datos obtenidos de la siguiente forma:

Tabla numérica del gráfico E-P vs. T Período Consumo % variación

del consumo

Producción % variación de la

producción

Comportamiento

Donde: Período: es el tiempo en que se mide el consumo y la producción: día, semana, mes, año, etc. Consumo: el valor del consumo de energía en las unidades del portador energético que se evalúa. % variación del consumo: (valor anterior – valor actual)/valor anterior x 100. El % de variación será negativo si se disminuye el consumo y positivo si se incrementa de un período a otro. El primer período no tiene valor anterior, por lo que se ignora el % de variación. Producción: el valor de la producción en las unidades productivas. % variación de la producción: (valor anterior – valor actual)/valor anterior x 100. Será negativo si se disminuye la producción y positivo si se incrementa. En el primer período se ignora el % de variación. Comportamiento: se escribe anómalo si los signos del % de variación del consumo y de la producción son diferentes. También se escribe anómalo si los signos son iguales pero los valores de los % son significativamente diferentes a las diferencias medias. Uso del gráfico E-P vs. T para identificar factores que influyen en el consumo. • Seleccionar indicadores cuantitativos y cualitativos de producción que pueden influir

en los consumos. • Recopilar los datos de esos factores en los períodos que se analizan en el gráfico. • Comparar las variaciones de esos factores individualmente y de combinaciones de

ellos, con las variaciones que ocurren en los comportamientos anómalos. • Sacar conclusiones acerca de los factores que influyen y cómo influyen. • Verificar las conclusiones obtenidas en los períodos no anómalos.



70

DIAGRAMAS DE DISPERSIÓN Y CORRELACIÓN En un gráfico que muestra la relación entre 2 parámetros. Su objetivo es mostrar en un gráfico x,y si existe correlación entre dos variables, y en caso de que exista, qué carácter tiene esta. y y Correlación no lineal y Correlación nula

C.P. C.N. x x x X: Variable independiente. C.P. Correlación positiva. Y: Variable dependiente. C.N. Correlación negativa.

Utilidad de los diagramas de dispersión y correlación: - Muestra con claridad si los componentes de un indicador de control están

correlacionados entre sí y por tanto si el indicador es válido o no. - Permite establecer nuevos indicadores de control. - Permite determinar la influencia de factores productivos de la empresa sobre las

variables en cuestión y establecer nuevas variables de control. ¿Cómo preparar un diagrama de dispersión? 1. Seleccionar las variables a evaluar. 2. Seleccionar las unidades que expresen el rango de valores de cada variable;

determinar una escala para el eje x y otra para el eje y, de tal manera que ambos ejes tengan aproximadamente la misma longitud.

3. Ubicar los pares (x,y) de las variables sobre el plano x,y. 4. Determine el factor de correlación o coeficiente de correlación, lo cual se puede

realizar mediante un software de procesamiento estadístico.



DIAGRAMAS DE CONSUMO – PRODUCCIÓN (E vs. P) Para las empresas industriales y de servicios, realizar un diagrama de dispersión de la energía usada por mes u otro período de tiempo con respecto a la producción realizada o los servicios prestados durante ese mismo período, revela importante información sobre el proceso. Este gráfico de E vs. P puede realizarse por tipo de portador energético, y por áreas, considerando en cada caso la producción asociada al portador en cuestión. Por ejemplo: una fábrica de helados graficará el consumo de combustible o electricidad versus las toneladas de helados producidas, mientras que en un hotel turístico se puede graficar el consumo de electricidad o de gas versus los cuartos-noches ocupados. Utilidad de los Diagramas E vs. P - Determinar en que medida la variación de los consumos energéticos se deben a

variaciones de la producción. - Mostrar si los componentes de un indicador de consumo de energía están

correlacionados entre sí, y por tanto, si el indicador es válido o no. - Establecer nuevos indicadores de consumos o costos energéticos. - Determinar la influencia de factores productivos de la empresa sobre los consumos

energéticos y establecer variables de control. - Identificar el modelo de variación promedio de los consumos respecto a la

producción. - Determinar cuantitativamente el valor de la energía no asociada a la producción.



72

Diagrama de Consumo Electricidad vs. Producción

E = 0.5106.P + 55.975R2 = 0.8769

0

50

100

150

200

250

0 50 100 150 200 250 300 350Producción (toneladas)

Energía no asociada a la producción

MWh

Cómo realizar el gráfico E vs. P 1. Recolectar los datos de consumo de energía y producción asociada a ellos para el

mismo período de tiempo seleccionado (día, mes, año, etc.). 2. Graficar los pares (E, P) en un diagrama x, y. En el eje y se ubica la escala de

consumo energético y en el eje x la escala de producción. 3. Utilizando el método de los mínimos cuadrados o algún paquete estadístico,

determinar el coeficiente de correlación entre E y P. Trazar la recta que más ajuste a los puntos situados en el diagrama o línea de tendencia.

4. Calcular analíticamente la pendiente y el intercepto de la recta, expresando su ecuación de la forma:

E = m.P + Eo

Donde: E - consumo de energía en el período seleccionado P - producción asociada en el período seleccionado m – pendiente de la recta que significa la razón de cambio medio del consumo de energía respecto a la producción. Eo – intercepto de la línea en el eje y, que significa la energía no asociada a la producción. m.P – es la energía utilizada en el proceso productivo.



La energía no asociada al proceso productivo en una empresa puede corresponder a:

• Iluminación de plantas, electricidad para equipos de oficinas, ventilación. • Areas climatizadas, tanto de calefacción como de aire acondicionado. • Energía usada en servicios de mantenimiento. • Trabajo en vacío de equipos eléctricos o térmicos. • Energía perdida en salideros de vapor, aire comprimido, deficiente aislamiento

térmico, etc. • Pérdidas eléctricas por potencia reactiva. • Pérdidas por radiación y convección en calderas. • Precalentamiento de equipos y sistemas de tuberías.

El porcentaje de energía no asociada (Ena) se determina como: Ena = (E0/Em).100, % Donde: Em – es el valor del consumo medio de energía determinado como el valor de la línea central del gráfico de control de consumo del portador energético correspondiente. El valor del porcentaje de energía no asociada a la producción debe ser tan pequeño como sea posible. Este valor varía con el tipo de producción y de proceso tecnológico utilizado para una producción dada. Constituye un parámetro a monitorear y controlar. Si el coeficiente de correlación entre E y P en el gráfico E vs. P es débil, las causas pueden encontrarse en los siguientes aspectos: - El término producción (P) no ha sido adecuadamente establecido: (Ej: existe

producción en proceso que ha consumido energía y esta no ha sido considerada; la estructura de producción incluye productos con diferentes requerimientos energéticos; etc.). En este caso es necesario determinar una producción equivalente, para establecer la gráfica.

- Los períodos en que se han medido la producción (P) y el consumo (E) no son iguales.

- La empresa está trabajando a una capacidad muy baja respecto a su capacidad nominal, tiene grandes consumidores laborando en regímenes subcargados, cantidades significativas de energía residual que no utiliza o un consumo fijo de energía muy alto.

- El consumo de energía en la empresa no es controlado adecuadamente y las prácticas de operación y mantenimiento están pobremente definidas. El monitoreo y la supervisión energética son débiles.



74

Uso del diagrama E vs. P para la reducción y control de los consumos energéticos.

• Caracterizar la situación actual de los consumos energéticos por portadores fundamentales, determinando la producción asociada (o producción equivalente asociada) significativa, el porcentaje de energía no asociada a la producción y los posibles problemas que afectan estos parámetros.

• Controlar periódicamente el porcentaje de energía no asociada a la producción por tipo de portador.

• Establecer metas y planes para reducir la energía no asociada a la producción por tipo de portador.

• Si existen puntos por encima y por debajo de la recta de ajuste, para un mismo valor de producción, identificar los factores productivos que han provocado ese comportamiento y establecer conclusiones acerca de su influencia en los consumos.

DIAGRAMA ÍNDICE DE CONSUMO – PRODUCCIÓN (IC VS. P) Este diagrama se realiza después de haber obtenido el gráfico E vs. P y la ecuación, E = m.P + Eo, con un nivel de correlación significativo. La expresión de la función IC= f(P) se obtiene de la siguiente forma: E = m.P + Eo IC = E/P = m + Eo/P IC = m + Eo/P El gráfico IC vs. P es una hipérbola equilátera, con asíntota en el eje x, al valor de la pendiente m de la expresión E= f(p). A continuación se presentan dos gráficos reales de IC vs. P, en los que se observa la influencia del nivel de producción sobre el índice de consumo.



Indice de Consumo vs. Producción

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

0 200 400 600 800 1000 1200

Producción

Indi

ce d

e C

onsu

mo

Indice Consumo vs Producción

4

5

6

7

8

9

10

100,000 150,000 200,000 250,000 300,000 350,000

Producción

Indi

ce d

e C

onsu

mo

Las curvas anteriores muestran como el índice de consumo aumenta al disminuir el nivel de la producción realizada. En la medida que la producción se reduce debe disminuir el consumo total de energía, como se aprecia de la expresión E=f(P), pero el gasto energético por unidad de producto aumenta. Esto se debe a que aumenta el peso relativo de la energía no asociada a la producción respecto a la energía productiva. Si la producción aumenta, por el contrario, el gasto por unidad de producto disminuye, pero hasta el valor límite de la pendiente de la ecuación E=f(P). En cada gráfico IC vs. P existe un punto donde comienza a elevarse significativamente el índice de consumo para bajas producciones. Este punto se puede denominar punto crítico. Producciones por encima del punto crítico no cambian significativamente el



76

índice de consumo; sin embargo, por debajo del punto crítico éste se incrementa rápidamente. El gráfico IC vs. P es muy útil para establecer sistemas de gestión energética, y estandarizar procesos productivos a niveles de eficiencia energética superiores. Valores de IC por debajo de la curva que representa el comportamiento del índice durante el periodo de referencia comparativa, indican un incremento de eficiencia del proceso; en el caso contrario existe un potencial de disminución del índice de consumo igual a la diferencia entre el IC real (sobre la curva) y el IC teórico (en la curva) para igual producción. También se pueden establecer sobre este gráfico las metas de reducción del índice proyectadas para el nuevo periodo e ir controlando su cumplimiento.

Indice de Consumo

55.5

66.5

77.5

88.5

99.510

100000 150000 200000 250000 300000 350000

Producción

Indi

ce d

e C

onsu

mo

Comportamiento periodo anterior

Meta: Reducir el índice con respecto al periodo anterior en un determinado porcentaje.

Utilidad del Diagrama IC vs. P - Establecer metas de índices de consumos en función de una producción planificada

por las condiciones de mercado. - Evaluar el comportamiento de la eficiencia energética de la empresa en un período

dado. - Determinar el punto crítico de producción de la empresa o de productividad de un

equipo y planificar estos indicadores en las zonas de alta eficiencia energética. - Determinar factores que influyen en las variaciones del índice de consumo a nivel de

empresa, área o equipo.



¿Cómo elaborar un gráfico IC vs P? 1. Se determina y traza la curva teórica IC=f(P) a partir de la expresión E=f(P). 2. Se determinan los pares de datos reales (E/P, P) de los registros de datos de E y P

utilizados para realizar el diagrama E vs P. 3. Se dibujan sobre el diagrama IC vs P los pares de datos (E/P, P). Uso del diagrama IC vs P para la reducción y control de los consumos energéticos. - Caracterizar el nivel de eficiencia con que un trabajo en el período evaluado al

comparar los pares reales (E/P, P) sobre el diagrama con la curva de referencia. - Comprobar y determinar los índices de consumo por portador energético de la

empresa a planificar para un nivel de producción previsto. - Determinar las metas de índices de consumo para los diferentes niveles de

producción. - Determinar el punto crítico de producción para la programación de la producción en

la empresa, áreas o equipos. Conocer la zona de producción de alta y baja eficiencia energética.

- Identificar factores que influyen en el incremento o disminución del índice de consumo de la empresa, área o equipo.

- Evaluar el nivel de eficiencia energética de la producción por portador energético a nivel de empresa, área o equipo.

Uso del diagrama IC vs. P para la identificación de factores que influyen en los índices de consumo. 1. Realizar la curva teórica IC vs. P y dibujar los pares (E/P, P) sobre el diagrama. 2. Identificar puntos con igual producción P pero diferentes valores de IC. 3. Seleccionar indicadores de producción de la empresa que puedan influir sobre el

índice de consumo. Ej.: productividad, rendimiento horario, interrupciones, rechazos, tipo de producciones, etc.

4. Evaluar, para los puntos que están por encima de la curva de referencia y los que están por debajo, la influencia de los indicadores de producción.

5. Obtener conclusiones acerca de la influencia de los indicadores de producción en el índice de consumo y verificar que éstas sean válidas para el resto de los puntos del diagrama.



78

GRÁFICO DE TENDENCIA O DE SUMAS ACUMULATIVAS (CUSUM) Este gráfico se utiliza para monitorear la tendencia de la empresa en cuanto a la variación de sus consumos energéticos, con respecto a un período base de comparación dado. A partir de este gráfico también puede determinarse cuantitativamente la magnitud de la energía que se ha dejado de consumir o se ha consumido en exceso con relación al comportamiento del periodo base hasta el momento de su actualización. Utilidad del Gráfico de Tendencia.

• Conocer la tendencia real de la empresa en cuanto a variación de los consumos energéticos.

• Comparar la eficiencia energética de períodos con diferentes niveles de producción.

• Determinar la magnitud del ahorro o gasto en exceso en un período actual respecto a un período base.

• Evaluar la efectividad de medidas de ahorro de energía. ¿Cómo realizar un gráfico de tendencia? 1. Seleccionar el período base de comparación. 2. Determinar para el período seleccionado la expresión de relación del consumo de

energía y la producción asociada: E = mxP + Eo, con un coeficiente de correlación significativo.

3. Recopilar los valores de E y P para el período actual donde se evaluará la tendencia.

4. Elaborar la tabla de valores de tendencia según el siguiente formato:

Tabla de valores de tendencia

Período (día, mes, año)

Ea

Pa

ET = mxPa + Eo

Ea – ET

Suma acumulativa

[(Ea – ET)i + (Ea – ET)i-1]

Donde: Ea – energía consumida en el período actual Pa – producción realizada asociada a Ea, en el período actual. ET – energía consumida en el período base si la producción hubiera sido igual a la del período actual, Pa. m, Eo – pendiente y energía no asociada de la ecuación de ajuste de la línea recta obtenida para el período seleccionado como base. (Ea – ET) – diferencia entre la energía consumidos en el período actual y la que se hubiera consumido en el período base para igual producción.



Suma acumulativa - se acumula la suma de las diferencias. Es una suma algebraica (si un valor es negativo y otro positivo se restan). El primer período no tiene suma acumulativa; este coincide con el valor de la diferencia Ea – ET. 5. Realizar el gráfico en un sistema de coordenadas x, y. En el eje x se registran los

períodos (mes 1, mes 2 ...) y en el eje y el valor de la suma acumulativa.

Gráfico de Tendencia Consumo Electricidad

-250000

-200000

-150000

-100000

-50000

0

50000

100000

150000

Ene 00Feb 00

Mar 00Abr 00

May 00Jun 00

Jul 00Ago 00

Sep 00Oct 00

Nov 00Dic 00

kWh

Uso del gráfico de tendencia para reducir y controlar los consumos energéticos:

• Monitorear los consumos energéticos con respecto al año o el semestre anterior a nivel de empresa, área o equipos altos consumidores.

• Evaluar la tendencia de la empresa en eficiencia energética.

• Determinar la efectividad de medidas de ahorro a nivel de empresa, área o

equipo.

• Cuantificar las mejoras o disminuciones de la eficiencia energética a nivel de empresa, área o equipo.



80

DIAGRAMA DE PARETO Los diagramas de Pareto son gráficos especializados de barras que presentan la información en orden descendente, desde la categoría mayor a la más pequeña en unidades y en porciento. Los porcentajes agregados de cada barra se conectan por una línea para mostrar la suma incremental de cada categoría respecto al total. El diagrama de Pareto es muy útil para aplicar la Ley de Pareto o Ley 80 – 20, que identifica el 20% de las causas que provoca el 80% de los efectos de cualquier fenómeno estudiado. Utilidad del Diagrama de Pareto. - Identificar y concentrar los esfuerzos en los puntos clave de un problema o

fenómeno como puede ser: los mayores consumidores de energía de la fábrica, las mayores pérdidas energéticas o los mayores costos energéticos.

- Predecir la efectividad de una mejora al conocer la influencia de la disminución de

un efecto al reducir la barra de la causa principal que lo produce. - Determinar la efectividad de una mejora comparando los diagramas de Pareto

anterior y posterior a la mejora. ¿Cómo preparar un diagrama de Pareto? 1. Seleccionar las categorías de elementos de los datos que van a ser registrados en

el diagrama. Por ejemplo: consumos equivalentes de energía por portador, costos de energía por portador, pérdidas de energía por áreas o por equipos, etc.

2. Tabular los datos y calcular los números acumulativos. La tabulación se puede

presentar de la siguiente forma:

Tabulación de datos para el Diagrama de Pareto

Número Categoría Valor de la categoría

Porcentaje Valor acumulado

Porcentaje acumulado

1 2



3. Dibujar los datos como un gráfico de barras, estableciendo las escalas

correspondientes en el eje horizontal y vertical.

En el eje horizontal se escriben las categorías en orden descendente de su valor. En el eje vertical izquierdo se dibuja la escala del valor de las categorías; en el eje vertical derecho se dibuja la escala del porciento del valor de las categorías. Sobre las barras se escribe el valor del porciento da cada categoría respecto al total. Sobre el gráfico de barras se dibuja la línea que une los puntos acumulativos de los porcentajes de las categorías seleccionados.

4. Etiquetear el diagrama:

Es muy importante escribir correctamente el título del gráfico y de cada eje del diagrama. Los títulos deben reflejar la categoría, el período de recogida de datos, y el elemento que influye sobre la categoría. Ej. Consumo de energía equivalente por portador (categoría: consumo de energía, elemento: portador energético).

5. Obtener conclusiones sobre el diagrama. Un diagrama de Pareto informa sobre los siguientes aspectos: - ¿Cuál es la causa o elemento de mayor importancia de los registrados y cuál es su

influencia cuantitativa? - ¿Cuál es el 20% de los elementos que producen el 80% del efecto reflejado en la

categoría? Por ejemplo: ¿Cuál es el 20% de los portadores energéticos que producen el 80% del consumo de energía equivalente de la empresa?

- ¿Cómo influye cuantitativamente la reducción de una causa o elemento en el efecto

o categoría general analizado?. Por ejemplo: si el consumo equivalente de gas mensual representa el 30% del consumo equivalente total de la empresa, la reducción de este consumo en un 25% impactará en un 7,5% el consumo total equivalente. Sin embargo, la reducción de un 25% en el consumo equivalente de energía, si ésta representa el 70% del total, impactará en un 17,5%.



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Diagrama de Pareto de Portadores Energéticos

95.00%

80.00%

50.00%

0

200

400

600

800

1000

Electricidad Combustóleo Diesel Gas

TCC

0%

20%

40%

60%

80%

100%

Uso del diagrama de Pareto para identificar puntos claves de control de los consumos y costos energéticos. - Identificar el 20% de los portadores energéticos de las fábricas que producen el 80%

del consumo total equivalente, realizando un diagrama de Pareto de los consumos equivalentes de energía (tep) por portador energético.

- Identificar el 20% de las áreas de la empresa que producen el 80% del consumo

energético de un portador energético específico, realizando un diagrama de Pareto de los consumos energéticos de ese portador para las diferentes áreas que lo utilizan en la fábrica.

- Identificar el 20% de los equipos que producen el 80% del consumo energético de

un portador específico, realizando un diagrama de Pareto de los consumos de ese portador para todos los equipos que lo utilizan.

- Realizar de igual forma que lo explicado en los 3 puntos anteriores, diagramas de

Pareto para los costos energéticos. - Identificar el 20% de los equipos o áreas que producen el 80% de las pérdidas

energéticas equivalentes de la empresa, realizando un diagrama de Pareto de las pérdidas energéticas equivalentes para todos los equipos donde estas son significativas.



ESTRATIFICACIÓN Cuando se investiga la causa de un efecto, una vez identificada la causa general aplicando el diagrama de Pareto, es necesario encontrar la causa particular del efecto, aplicando sucesivamente Pareto a estratos más profundos de la causa general. La estratificación es el método de agrupar datos asociados por puntos o características comunes pasando de lo general a lo particular. Pueden ser estratificados los gráficos de control, los diagramas de Pareto, los diagramas de dispersión, los histogramas y otras herramientas de descripción de efectos. Utilidad de la Estratificación. - Discriminar las causas que están provocando el efecto estudiado. - Conocer el árbol de causas de un problema o efecto. - Determinar la influencia cuantitativa de las causas particulares sobre las generales y

sobre el efecto estudiado. Empleo de la estratificación. La estratificación es un método de análisis, no consta de un diagrama particular. Consiste en utilizar las herramientas de diagramas para profundizar en las capas interiores de las causas. Si se estratifica un diagrama de Pareto, en cada capa se utiliza un diagrama de Pareto para encontrar las causas particulares más influyentes en el efecto estudiado. Si se estratifica un gráfico de control, se subdivide el gráfico en períodos, máquinas, áreas, etc. para encontrar la influencia de estos elementos en la variabilidad del gráfico. Si se aplica la estratificación a un diagrama de dispersión, se agrupan los puntos por materiales, fabricantes, períodos, etc. para encontrar las causas de una alta dispersión, etc. Uso del método de estratificación para el control y reducción de los consumos y costos energéticos: - Identificar el número mínimo de equipos que provocan la mayor parte de los

consumos totales equivalentes de energía de la empresa. - Identificar el número mínimo de las causas de pérdidas que provocan la mayor parte

de los sobreconsumos de energía de la empresa. - Identificar el número mínimo de áreas o equipos que provocan los mayores costos

de energía de la empresa. - Identificar factores o variables de control que pueden influir sobre los consumos,

pérdidas y costos energéticos. - Identificar causas de comportamientos no esperados de las variaciones de los

consumos energéticos.



84

PROCEDIMIENTO Y HERRAMIENTAS PARA ORGANIZAR UN SISTEMA DE MONITOREO Y CONTROL ENERGÉTICO. El procedimiento a seguir para la organización de un sistema de monitoreo y control energético consta de las siguientes etapas: 1. Establecimiento de los objetos de control: la selección de los objetos de control

se realiza de la siguiente forma: - Establecimiento del diagrama energético – productivo de la empresa. - Establecimiento de la estructura de consumo de la empresa por portadores

energéticos. - Selección del 20% de los equipos y áreas que provocan el 80% del consumo y los

costos energéticos. 2. Establecer indicadores de control: - Identificación de posibles indicadores de control de empresa y de áreas a partir del

diagrama energético – productivo. Ej.: índice de consumo, índice de costos, energía no asociada, consumo, etc.

- Selección de los indicadores de control mediante la aplicación de los diagramas de correlación correspondientes (para aquellos que lo requieran).

3. Establecer las variables de control: - Seleccionar las posibles variables de control a partir del diagrama energético –

productivo del proceso y los indicadores de proceso del departamento de producción de la empresa.

- Identificar las variables de control a partir de los diagramas de correlación de estas variables con los indicadores de control energético seleccionados.

- Determinar gráfica y analíticamente la relación entre las variables identificadas y los indicadores de control.

- Determinar la influencia de las variables de control sobre los indicadores de control. 4. Establecer herramientas de medición de indicadores de control: - Definir períodos de medición. - Definir la toma y el flujo de la información. - Establecer la toma de medición: medición directa, cálculos, estimaciones, balances. - Definir la forma de registro. 5. Establecer estándares: - Realizar la toma de datos de períodos productivos típicos de la empresa. - Establecer para los indicadores de control seleccionados lo siguiente:



• Gráfico de control (para determinar el valor promedio y límites superior e inferior del estándar).

• Estándar vs. producción (para determinar la variación del estándar con el nivel de producción).

• Diagrama de correlación estándar vs. producción (para determinar la ecuación que rige la variación del índice de control con respecto a la producción en el período estándar con un nivel de correlación significativo).

• Determinar el índice de consumo promedio estándar y la producción promedio estándar (para el período tomado como estándar o base de comparación).

6. Establecer herramientas de comparación de indicadores con estándares: - Gráfico de control (graficar valores reales del resultado sobre el valor medio y los

límites superior e inferior estándares). - Gráfico de tendencia (graficar tendencia del valor real del resultado respecto al

estándar). - Gráfico IC vs. P (graficar puntos reales de IC y P sobre la curva estándar de ICs vs.

Ps). - Evaluar la ecuación de desviación relativa del consumo: (Cp – Cr) (determinar la

desviación relativa del consumo real con respecto al seleccionado como estándar). 7. Establecer herramientas para determinación de causas de la desviación del

indicador respecto al estándar: - Análisis de anomalías en el gráfico de control. - Análisis de causas de la desviación relativa del consumo. - Análisis de la influencia del valor real de las variables de control sobre los

indicadores de control. - Conclusiones cualitativas y recomendaciones para corregir las desviaciones.


libro gestión energética empresarial

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