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Boletín técnico de INDISA S.A.

Medellín, 25 de enero de 2008 No. 55

 

AHORRO DE ENERGÍA

EN FUNCIÓN DE LA PRODUCCIÓN (1 de 2)

Autor: Enrique Posada

Asesor de Proyectos INDISA S.A.

 

 

Las compañías cuentan normalmente con abundantes datos relacionados con la producción y los consumos de energía. Estos números tienen un gran potencial de ser utilizados para establecer metas para la mejora continua, para la minimización y reducción del uso de la energía, lo cual va a favorecer también la disminución de la contaminación ambiental y el manejo del problema del calentamiento global. Sin embargo, éste no es el caso en general, quizás porque las personas a cargo de los datos no saben bien cómo utilizarlos  para este propósito. Más bien es común que las metas de consumos de energía se establezcan sin bases verdaderas, sin que se tengan en cuenta sus relaciones con los datos de producción. Este artículo demuestra cómo utilizar los datos para establecer metas de proceso y de consumos que apunten hacia la minimización y la reducción específica del uso de la energía. Se basa en la experiencia del autor en la aplicación de esta práctica a más de 20 casos industriales.

 

 

CÓMO ESTABLECER METAS RACIONALES PARA MINIMIZAR CONSUMOS DE ENERGÍA BASADAS EN LOS DATOS DE LA PRODUCCIÓN

DATOS DE CONSUMOS DE ENERGÍA Y SU MANEJO TRADICIONAL

Las compañías industriales obtienen y registran información sobre procesos y sobre los consumos de energía de una forma relativamente simple, de acuerdo con la investigación realizada por el autor en el 2006 y 2007 en más de 30 compañías en Colombia. Lo típico es recopilar la información en formatos escritos manuales y en algunos pocos casos mediante medios automáticos basados en la instrumentación de proceso. La mayoría de las compañías estudiadas, contaban con suficiente información útil para establecer indicadores significativos del uso de la energía. Todas las empresas utilizaban los datos para calcular los costes energéticos para su proceso general. Pero solamente unas pocas utilizaban los datos para calcular los costes para operaciones o procesos específicos. Esto último tenía que ver con el hecho de que los datos de consumos de energía en la mayor parte de los casos eran generales y no estaban relacionados con operaciones específicas.

Cerca de las dos terceras partes de las compañías llevaban los registros a formatos consolidados en hojas electrónicas y calculaban indicadores específicos del uso de energía. El resto de las compañías no mostró evidencia de hacer ningún manejo deliberado de los datos.

Cerca de la tercera parte de las compañías elaboraban gráficos del comportamiento de los indicadores de consumo de energía contra tiempo. Éste era el uso principal de los indicadores, asociado con algún tipo de meta. En todos los casos, las metas estaban basadas en números fijos, sin intención de relacionarlas con los niveles de la producción o de basarlas en algún análisis técnico, con excepción del análisis histórico.

El uso normal que las compañías hacían de los datos, era preparar tablas de consumos y de costes de energía contra la producción para períodos de tiempo mensuales. Estas tablas se presentaban generalmente en forma de gráficos de barra. En algunos pocos casos se utilizaban gráficos de dispersión.  La figura 1 muestra un gráfico típico de datos de producción y consumo.

 

 

Solamente un par de las compañías visitadas utilizaba los datos de consumos de energía en correlación con la producción. En ningún caso los indicadores específicos del consumo de energía eran empleados para establecer metas  racionales de ahorro de energía.

PROPUESTA DE MANEJO DE LOS DATOS

Dado lo anterior, el autor considera de gran valor el impulsar que las empresas hagan esfuerzos más orientados al uso de los datos para establecer metas realistas y para vigilar y minimizar sus consumos. Esto se puede hacer por medio del cálculo de los consumos específicos (por ejemplo de energía eléctrica Kwh. por tonelada de producción y de combustible consumido por tonelada de producción). Éstos son indicadores muy apropiados, puesto que se basan en unidades objetivas comparables que se pueden examinar como función del tiempo y de las ratas de producción. El uso de consumos específicos facilita que las compañías obtengan conclusiones útiles y les permite establecer metas para ahorros y uso racional de la energía. Esto se basa en la obtención de gráficos con el indicador como función de la producción. La figura 2 muestra un gráfico típico, preparado con los datos de la figura 1.

 

Lo normal en este tipo de gráficos, es que se aprecie cierta tendencia a que los consumos específicos disminuyan al aumentar la producción. Esto se observa  en la línea de ajuste media de los consumos, de color negro. Adicionalmente, los datos tienden a estar dispersos alrededor de esta línea media. Por ellos se pueden conformar dos conjuntos, uno con los datos que muestran menores consumos específicos y otro con los que muestran mayores consumos específicos. Para estos dos conjuntos se hacen ajustes, obteniéndose las líneas adicionales de la figura 2. Lo que indican estas líneas es que se presenta un rango relativamente amplio de consumos específicos. Esto da lugar a establecer metas realistas de rebajas de consumos, basadas en datos que se dan en la práctica. 

Por una parte, con la línea roja de altos consumos o curva de alarma, se tiene una idea de los extremos de ineficiencia a que se llega en las formas actuales de trabajo. Esto da lugar a examinar con atención las cosas que se hacen en el sistema productivo, las cuales a veces dan lugar a gastos excesivos o, en otras ocasiones, permiten mejores rendimientos. Por otra parte, y más útil, se tiene la línea verde de menores consumos, que se puede establecer como meta de consumos realista con los sistemas y medios existentes

Las gráficas permiten entender y aclarar aspectos como los siguientes:

  • Es importante operar los equipos en los puntos en los cuales trabajan con sus mejores eficiencias. La gráfica muestra que generalmente ello va a ocurrir a ratas altas de la producción. Lograr que los equipos trabajen en estos puntos va a depender de logística, de la programación, de las ventas y del buen conocimiento que se tenga de la existencia de estos  mejores puntos de funcionamiento para el proceso.
  • Es posible lograr las reducciones de consumos de energía señaladas por la línea de la meta, basándose simplemente en la vigilancia interna del proceso y en prestar atención a las operaciones, generalmente sin la necesidad de inversiones adicionales. Por otra parte, los ahorros permitirán que haya recursos disponibles para algunas inversiones básicas que faciliten la operación y la supervisión de los procesos enfocada en las metas.
  • Existen relaciones claras entre las metas de los consumos específicos de energía y las ratas producción. Se debería contar con una tabla de  metas relacionadas con la producción y no únicamente con metas fijas,  como base para registro y para revisión. Las metas fijas no darán un sentido verdadero a lo que está sucediendo.

Una vez calculado un indicador de consumo específico real, se procede a establecer una meta, tal como se ha explicado con la figura 2, es decir, un valor de consumo específico al que se desea llegar. La línea de meta debería ser comparada con datos conocidos de empresas que trabajen con procesos similares. A esta meta de consumo específico se puede llegar mediante acciones de mejora continua. Las acciones se deben basar en la observación continua del indicador y su comparación con las metas. Un equipo de personas enfocado en la eficiencia energética busca el cumplimiento de las metas, poniendo su atención en la operación y control de los sistemas y equipos que consumen las mayores cantidades de energía.

Se recomienda que cuando se obtengan buenos resultados se debe determinar qué pasó y luego reaplicar los aprendizajes. Igualmente, cuando el indicador muestra elevaciones anormales de consumo, se deben examinar las posibles causas y tomar las acciones correctivas. De esta forma el equipo de trabajo irá detectando las acciones a ejecutar que redunden en la disminución continua de los consumos y así se irá logrando establecer nuevas metas más atractivas.

Se considera que es posible lograr las metas de rebaja de los consumos actuales mediante esta metodología en menos de un año, sin que sea necesario realizar inversiones importantes. Para ello se recomienda:

  • Conformar un equipo de trabajo, en el cual intervengan personas de procesos, ingeniería, mantenimiento, administración y personal operativo.

  • Este equipo debe ser entrenado en técnicas de mejoramiento continuo, trabajo en equipo, análisis de oportunidades y estrategias.

  • Establecer indicadores para la planta en general y para equipos y procesos importantes, apoyados en los medidores de consumo por proceso que la empresa decidirá instalar.

  • Analizar con una frecuencia establecida (de ser posible semanalmente) el comportamiento de los indicadores.

  • Proponer acciones y llevarlas a la práctica.

  • Recoger ideas con la ayuda del personal involucrado y divulgar el trabajo que se hace y los logros que se van obteniendo.

Eventualmente, se podrán proponer acciones que impliquen inversiones y costos significativos cuando se agoten las metas de mejoramiento continuo basado en acciones de tipo operativo. En este caso, se debe contemplar la colaboración de consultoría externa y la intervención del departamento de ingeniería y/o proyectos de la empresa.

Para que estos indicadores sean verdaderamente apropiados como fuente de información para mejora continua, es importante que los datos de consumos  estén medidos con equipos confiables, debidamente calibrados.

Otro asunto a considerar es la conveniencia de los datos, que se puedan estudiar con frecuencias más estrechas, en lo posible diarias. Los promedios mensuales y aún los semanales ocultan la información contenida en los datos diarios de tal manera que no se advierten tan claramente los potenciales de ahorro y mejora existente.


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