La Ganancia de Medirse

Antes de saber cómo optimizar el consumo de energía, es impor­tante recordar que la energía es la capacidad de realizar un trabajo, y que ésta se manifiesta en diferentes fuentes: Calor (térmica), Luz (radiante), Movimiento (cinética), Eléctrica, Química, Nuclear y Gravitacional. La energía está presente en todo lo que hacemos, desde dar un paso, escribir o cocinar…, hasta enviar astronautas al espacio.

Hay dos tipos de energía: la almacenada (potencial) y la de Trabajo (cinética). Por ejemplo, los alimentos que consumimos contienen energía química (po­tencial), y nuestro cuerpo alma­cena esta energía hasta que la utilizamos cuando trabajamos o jugamos.

Las fuentes de energía se dividen en dos grupos:

Renovables. Son las que pueden restituirse fácilmente, como la energía solar, que pue­de convertirse en electricidad y calor; el viento; la energía geotérmica, que proviene del calor que emana de la tierra; la biomasa de las plantas, que incluye la leña de los árboles; el etanol de maíz; el biodiesel de origen de aceite vegetal y las turbinas de energía hidro­eléctrica, o de mareas. A estas fuentes también se les conoce como Energía Alternativa.

No renovables. Son las que estamos consumiendo y no se pueden volver a crear. Incluyen los combustibles fósiles –petróleo, gas natural y carbón–, así como el uranio, de donde se genera la energía nuclear para generar calor y electricidad.

Actualmente, alrededor del 86% de la energía consumi­da en todo el mundo es de origen fósil y no renovable, es decir, gas, petróleo y sus derivados. El reto de mejorar la eficiencia energética significa, además de ahorrar para las necesidades de ahora mismo, economizar recursos para las próximas generaciones y por lo tanto volcar los quehaceres, cada uno de ellos, hacia la sustentabilidad.

Antecedentes energéticos de México

México es un importante productor de petróleo que no pertenece a la OPEP (Organización de Países Exporta­dores de Petróleo), y cuenta con una de las mayores compañías petroleras del mundo, Petróleos Mexicanos (Pemex), de propiedad estatal. Además, es uno de los tres países de donde Estados Unidos importa el petróleo que consume. Recientemente, el consumo en México de gas natural está en aumento, principalmente debido al gran uso en la generación de energía. De hecho, la mayor parte de la electricidad de México proviene de fuentes convencionales de energía térmica, principalmente de gas natural.

En 2008, México ocupó el séptimo lugar como pro­ductor de petróleo en el mundo, y es el número tres en América. Por mandato constitucional, Pemex es la única empresa que puede producir petróleo en el país, y aunque todavía es una petrolera muy importante, últimamente ha caído en el ranking global, debido a que la producción de petróleo en el país ha comenzado a disminuir como conse­cuencia de que Cantarell, el mayor centro de producción, está agotándose.

Por capacidad de refinación, México ocupa el número 14 del ranking internacional y sólo cuenta con seis Refine­rías donde las dos más recientes datan del año 1979, y la primera desde principios del siglo pasado. Estados Unidos, con una población tres veces superior a la de nuestro país cuenta con 149 refinerías.

El sector petrolero es un componente crucial de la economía de México, y aunque su importancia relativa para la economía mexicana ha disminuido, aún genera más del 15% de los ingresos por exportación del país. Más importante aún, el gobierno se basa en los ingresos de la industria del petróleo (incluidos los impuestos y los pagos directos de Pemex), para calcular su presupuesto. Es el 40% de sus ingresos totales. Por lo tanto, cualquier disminución en la producción de Pemex tiene un efecto di­recto sobre el equilibrio fiscal del país.

Se estima que el consumo total de energía en México en 2009 proviene principalmente del petróleo (55 %), seguido por el gas natural (32 %). Los otros ti­pos de combustible contribuyen, pero en cantidades mucho más pequeñas. Por su parte, el gas natural muestra una tendencia cada vez mayor para sustituir al petróleo como materia prima en la generación de energía. La mala noticia es que México es un importador neto de gas natural, y en la medida que aumenta su consumo, también aumentan las costosas importaciones de esta fuente que proviene de Estados Unidos, y eso de­bido a que la paraestatal no ha concretado planes para la extracción de gas en territorio mexicano, a pesar de que se sabe que sí existen importantes yacimientos.

Analizando este gráfico, y tomando en cuenta que se están agotando las fuentes no renovables de energía, el reto ahora es encontrar fuentes alternas que permitan generar energía a costos equivalentes a los utilizados hasta ahora.

 

Futuro energético global

De acuerdo con un informe publicado en mayo de 2009 por la Administración de Información de Energía (EIA, por sus siglas en inglés), el consumo de energía mundial se estima que crecerá 44%, de ahora a 2030. A pesar de la disminu­ción de los precios del petróleo ocurrida después de julio del 2008, el reporte refleja que este recurso no renovable regresará a los niveles de precios altos en la medida en que la economía global se recupere de la reciente crisis y su demanda aumente:

“El precio por barril de petróleo llegará a $130 dólares otra vez en el año 2030. Los países que no pertenecen a la OPEP aportarán cerca de la mitad de la demanda entre 2010 y 2030, y la otra mitad procederá principalmente de los productores de Medio Oriente, pertenecientes a dicha organización”, indica el reporte.

Las fuentes de energía renovables son las que presentan los crecimientos más rápidos, sin embargo, en el año 2030, el uso de combustibles fósiles aún seguirá impactando con un 80% de la energía comercializada. Se estima además que la energía relativa a las emisiones de dióxido de carbono se incrementará de 29,000 millones de toneladas en 2006 a 40,000 millones de toneladas en 2030, bajo las leyes y políticas en vigor.

El desarrollo económico y los precios del petróleo dependen de distintas variables, y las dos son fuentes importantes de incertidumbre dentro de todas las pro­yecciones de tendencias de consumo de energía. De ellos dependen, en gran medida, el desarrollo de proyectos de energía alternativa.

 

El precio dela Energía Alternativa

Los precios del combustible se incrementan e influyen en gran medida en nuestra capacidad de adquirir otros bienes. Conforme crecen, los países en desarrollo demandan más y más combustibles, y las reservas de petróleo cono­cidas en todo el mundo se agotan a toda prisa.

El caudal de información que circula en los medios sobre el tema de efi­ciencia energética es vasto, no obstante, casi siempre se aprecia un sesgo hacia la pre­ocupación que prevalece en el mundo sobre el calentamiento global y los cambios climáticos, y se culpa de ellos a los com­bustibles fósiles.

De ese modo, surgen reiteradamente los temas del uso de biocombustibles de origen vegetal para sus­tituir a los combustibles fósiles. La gran disyuntiva se ha inclinado, inclusive, en decidir si es mejor sacrificar alimentos que necesita la población para convertirlos en fuentes de energía; sin embargo, los datos mencionados confirman que los combustibles fósiles en el futuro man­tendrán un fuerte impacto en la demanda del consumo energético.

 

La Alianza para la Energía Renovable y Eficiencia Ener­gética, REEEP (por sus siglas en inglés) recomienda a los gobiernos de países en vías de desarrollo explorar otras vías para una mejor calidad energética, ya que demuestra en sus estudios que el crecimiento económico podría estar desasociado de la demanda energética, si se basa en ener­gías renovables y eficiencia energética. Tal es el caso de Dinamarca, que según datos de este organismo, con sede en Viena, mantiene el mismo nivel de consumo de energía desde los años 80, debido a la combinación de proyectos para energías renovables y eficiencia energética, mientras su Producto Interno Bruto (PIB) sigue creciendo.

La REEEP considera que ambas medidas son necesa­rias para reducir los gases de efecto invernadero, y por ello realiza un total de 80 proyectos en países en vías de desarrollo con asistencia sobre políticas regulatorias, fi­nanciamiento y modelos de negocio, aunque no se puede hablar de una mejor solución para todos los países ya que cada uno presenta diferentes circunstancias. La REEEP tiene proyectos en Brasil, India, Sudáfrica, México, Gha­na, Liberia, Uganda, Mozambique, Mongolia, entre otros, entre los que destacan el desarrollo de biomasa rural, la energía solar para calentar agua, la energía eólica, etc.

Existen casos de éxito de uso eficiente de energía, como los programas que ya se apli­can en México de medición de eficiencia energética para refri­geradores y electrodomésticos, así como el de lámparas para ahorro de energía, aunque no faltan obstáculos para el éxito de estos proyectos en su tota­lidad, como son la insuficiencia de normatividad, información y el acceso a financiamiento y tecnología, así como falta de legislación para el desarrollo de algunas iniciativas.

La realidad es que no siem­pre va a ser fácil presentar a un gobierno, o a los ciudadanos, una iniciativa de uso eficiente de energía, por lo que dependerá mucho la forma en que se despliegan los argumentos de cada proyecto. Obviamente, la gente entiende mejor si se le advierte que pierde dinero, y no que está perdiendo kilovatios. De ese modo habrá muchos más convencidos de la necesidad de un uso eficiente de la energía. Lo importante, primero, es aportar una mayor educación sobre el uso eficiente de la energía, tanto a las mismas autoridades como a los medios de comunicación y a los usuarios finales.

 

Los peros delos combustibles alternativos

Aunque en México existen más de 40 proyectos para producir agrocombustibles, el año pasado varios de ellos se detuvieron como consecuencia de la baja de precios que presentó el petróleo, lo cual, a su vez, ocasionó una baja rentabilidad.

Al mismo tiempo, no se han logrado consolidar distintos Programas del Gobierno en materia de Producción Sus­tentable de Insumos para Bioenergéticos, Normatividad y de Desarrollo Científico y Tecnológico, y todo queda en discursos demagógicos de campañas políticas.

Referente a la generación de energía solar, sucede algo similar y si bien, existen empresas que ya han demostrado grandes avances en México en la producción de celdas so­lares, todavía no se logran alcanzar los costos de la energía de la red tradicional.

Firmas como DuPont impulsan, a través del poder de la ciencia, según enfatizan en su página web, el desarrollo de materiales más innovadores para mejorar la eficiencia de las celdas solares y su vida útil. El objetivo es reducir los costos del sistema y por ende de la energía que se produce.

Aún así, Felipe Calderón fue galardonado con la Estrella de Eficiencia Energética en Nueva York “por el impulso de su gobierno a la construcción de casas de interés social amigables con el ambiente”. Sin embargo, la realidad es que se ha hecho muy poco para regular de manera eficiente el consumo de energía.

Por su parte, el objetivo del plan del presidente Barack Obama para sacar de la recesión a Estados Unidos (EU), es sustituir el petróleo importado y otros combustibles fósiles con una economía de energía limpia impulsada por viento, sol y biocombustibles. El éxito de este plan depende de que Obama pueda conseguir que las fuentes de energía alternati­va no cuesten más que los combustibles fósiles, esfuerzo que según la mayoría de expertos requerirá de grandes dosis de inteligencia, dinero y manipulación de los mercados.

En conclusión, de acuerdo con los expertos, para que la energía renovable sea competiti­va en cualquier país, se requiere que los gobiernos destinen ma­yores recursos para modernizar la investigación en energía e invertir más en ella, al mismo tiempo que se debe propiciar la demanda de energía limpia, obligando a las fábricas a recu­rrir a fuentes renovables, como turbinas de viento y paneles so­lares; tender miles de kilómetros de líneas de transmisión para llevar energía solar y de viento a los consumidores, e imponer un gravamen a los combustibles fósiles cuando se fije un tope nacional para emisiones de gas de invernadero.

Como una referencia de los costos que requieren es­tos programas en Estados Unidos, y de acuerdo con un documento del Departamento de Energía de ese país, la investigación a lo largo de 35 años sobre energía limpia excederá el costo total –ajustado a la inflación– del pro­grama Apolo, que envió a los estadunidenses a la Luna, y del Proyecto Manhattan, que desarrolló la bomba nuclear, lo que equivale en conjunto a cerca de $117,000 millones de dólares. Esa investigación, dicen los economistas, ha producido la energía eólica, la solar y otras fuentes al­ternativas de energía más baratas. Pero hasta ahora, los combustibles fósiles siguen siendo aún más accesibles.

Con una demanda al alza del consumo de energía, en todas partes se habla de tomar conciencia antes de agotar nuestras actuales fuentes de recursos naturales, pero la generación de energía alternativa todavía resulta muy cara. El desafío está en desarrollar tecnologías que compitan de manera equivalente a los que se generan de recursos no renovables.

¿Cómo ahorrar energía en la Industria del Plástico?

Anualmente se producen 250 millones de toneladas de plásticos en todo el mundo. Europa representa el 25% del total de la producción y, de manera equivalente, Estados Unidos le sigue con el 24%. Esta industria enfrenta actual­mente una gran volatilidad en los precios de sus resinas como consecuencia de incrementos de precio de petróleo, bajos inventarios, oferta-demanda o efectos del clima, y esto provoca, a su vez, que aumenten los precios de los productos terminados.

En la Industria del Plástico se utilizan diferentes métodos de moldeo. Los más comunes son: Extrusión, Inyección y Soplado, y cada uno de ellos demanda consumos es­pecíficos de energía asociados a las distintas etapas del proceso. El consumo de energía para el fabricante es un factor importante, porque representa un costo de opera­ción importante.

El consumo de energía en el procesamiento de plás­ticos, es principalmente eléctrico, y se le atribuye a las siguientes fases:

• Fusión de materias primas.

• Enfriamiento (Moldes, coladas, aceite, etc.)

• Manejo de equipos periféricos como molinos, com­presores, bombas, secadores y mezcladores.

• Formación por vacío en productos semi-manufactu­rados.

La maquinaria, incluyendo equipos periféricos, representan la mayor parte de los gastos en electricidad. El resto, se atribu­ye al sistema de calefacción o enfriamiento ambiental, compre­sores e iluminación.

Otra variable depende del tipo de sistema que se utilice para manejar la maquinaria, es decir, hidráulico, eléctrico o híbrido. Los equipos más efi­cientes en consumo de energía son los eléctricos y presentan además muchas ventajas sobre los hidráulicos, aunque suelen ser de mayor precio. Los equipos híbridos ofrecen ventajas entre ambas técnicas, ya que general­mente son menos caras que las 100% eléctricas, pero no son tan eficientes en uso de energía. Esto puede cambiar en el futuro porque la madurez de esta técnica apenas emerge. Michael Gould, Vicepresidente de Desarrollo de Negocios de StackTeck Systems comenta que actualmen­te los nuevos sistemas se diseñan para cada aplicación especifica y pueden lograr ahorros de energía de más de un 50% (KW/kg de resina procesada). Aunque depende del producto y alcance del sistema, la porción de energía normalmente impacta de un 3% a un 7% el costo total del producto. "Esto depende mucho de la región, antigüedad de las maquinas, tiempos de ciclo, resinas que están siendo procesadas y eficiencia general de la planta, además, de la influencia de costos locales de energía".

 

 

Qué tanto es tantito de energía.

El consumo de energía por kilogramo de un producto se puede calcular para cada planta en particular. La literatu­ra provee datos relevantes de los procesos comunes en relación con el consumo de ener­gía de cada uno, y se puede apreciar que no existe una gran diferencia en­tre el moldeo por inyección y la extrusión. Sin em­bargo, sí puede mostrar diferencias significativas de planta a planta. El consumo puede, incluso, ser mayor a los valores mostrados en la gráfi­ca, pero los ahorros, generalmente, pueden ser posibles.

El consumo de energía de­pende de múltiples factores:

• Tipo y características de los plásticos (por ejemplo, cada material tiene una temperatura de fusión diferente).

• Diseño, complejidad y tamaño del producto final. A mayor presión en el molde, se consume más energía.

• Cada técnica utilizada para moldear un producto re­quiere su propio consumo energético, dependiendo del calentamiento, moldeo y enfriamiento.

A mayor volumen de producción, es menor el con­sumo de energía específico.

• El tiempo de ciclo determina cuánto durará trabajan­do la bomba o el motor eléctrico.

• El tamaño de la planta

• Frecuencia de uso de moldes.

• Temperatura exterior (generalmente en verano se incrementa un 10% el consumo de energía).

Nadie puede administrar lo que se desconoce, así que lo primero que se necesita para hacer más eficientes los costos de energía es saber cuánto se gasta en este rubro, y para ello es necesario organizarse. La contabilidad de la Energía se puede realizar manualmente, en una hoja de cálculo, o en un programa de cómputo especializado para este fin.

Un sistema de contabilidad de la energía es una parte fundamental de un plan global de gestión de energía. Un programa exitoso debe incluir información sobre el consumo pasado y actual, la demanda (en el caso de la electricidad) y el costo. Sin esta información es imposible comprender o comunicar (en cualquier forma medible) los avances del plan general, así como el ahorro de energía en los diferentes componentes.

Contabilizar la Energía permite generar datos reales sobre la cantidad de consumo utilizado por la empresa y los costos asociados. También ayuda a comunicar de manera eficaz esta información para la gestión de las instalaciones y del personal para servir de marco de las actividades de gestión de la energía. De acuerdo a cada proceso de transformación se pueden tomar algunas medi­das específicas para reducir el consumo de energía.

EXTRUSIÓN

• Elegir el extrusor adecuado. Una pobre elección de la com­binación husillo/dado puede generar un consumo de energía elevado.

• Optimizar la velocidad del extrusor

• Apagar todos los posibles elementos que consu­man energía mientras no hay producción. Esto se refiere principalmente a el calentamiento y enfria­miento del extrusor, de esta forma será limitado del consumo de energía en espera.

• Asegurarse que la coraza del extrusor esté bien aislada.

• Mantener la temperatura de masa fundida del plástico lo más bajo posible.

• Minimizar en la medida de lo posible el uso de aire comprimido. Se recomienda usar ventiladores de aire en lugar de aire comprimido.

• Con frecuencia, el calentamiento térmico es eléctrico. Vale la pena comparar utilizando gas para este fin.

• Usar enfriamiento libre. Éste puede utilizarse cuando la temperatura ambiental es menor que la del agua de enfriamiento que proviene del chiller. A menor temperatura exterior, mayor es el efecto del enfria­miento libre, y esto significa que los compresores usarán menos energía para enfriar.

INYECCIÓN

Asegurar que se tienen las condiciones óptimas de opera­ción para cada producto en particular ¿Es estable el proceso?

• ¿El molde se limpia perió­dicamente?

• Optimizar el tiempo de ciclo. Evaluar si el ciclo se puede reducir.

• ¿La instalación es adecuada para el producto que se fabrica?

• ¿La presión es correcta para el producto que se moldea?

• ¿Existen procedimientos para apagar elementos consumidores de energía durante paros largos de producción?

• ¿Se utiliza el molde a su máxima capacidad? (Por ejemplo, utilizar por ciclo una sola cavidad de un molde de cuatro)

• Manejo de velocidad varia­ble en motores.

SOPLADO

Todas las medidas anterior­mente descritas anteriormente se aplican a este proceso que, en realidad, es una derivación del proceso de extrusión e in­yección.

Antes de empezar a hacer el seguimiento del consumo de energía en una empresa, es ne­cesario organizarse. Primero, es importante conformar un equipo adecuado para manejar la me­dición del consumo de energía, decidir qué tipos de datos son importantes para el seguimiento y la mejor manera de registrar y comunicarlos para que puedan utilizarse. Por fortuna, hoy en día existe una amplia variedad de programas -disponibles co­mercialmente-, con precios que van desde cientos hasta miles de dólares. Cada uno ofrece una gama diferente de características y opciones.

Equipos que ahorran energía

Las razones para ahorrar energía pueden ser muy distintas y muy variadas, desde proteger los recursos naturales, mejorar la economía del país, reducir gastos, obtener más ganancias, promover la salud y, desde luego, ser más competitivo.

La tecnología actual busca diseñar equipos periféricos que ahorren energía: para eso reducen el tamaño de las piezas que transfieren energía, o utilizan mejores materiales para la fabricación de éstas y aprovechan dispositivos que ayudan al control del proceso.

Actualmente, hay una amplia gama de equipos, como secadores y enfriadores de alta eficiencia energética, que se adaptan a la necesidad específica de cada cliente. “En equipo periférico podemos mencionar que la diferencia en el costo, entre uno convencional y uno de alta eficiencia, ronda entre el 10 a 15%, pero se recupera entre 6 meses y un año, y la ganancia en energía se obtiene a partir del tercer año”, comenta para Ambiente Plástico, Jan-Olof Nilsson, Director General de Conair Mexicana, y agrega: “Si las empresas toman medidas para ahorrar energía pueden llegar a disminuir de un 30 a 50% el consumo total”.

Al buscar nuevas tecnologías en cada uno de los rubros de su proceso, la opción para sacarle más jugo a la energía depende del transformador, ya que cada proceso representa un porcentaje distinto en el consumo total de energía.

Equipos que regulan

elconsumo de energía

Falta mucha conciencia de que el ahorro de energía es vital para mejorar nuestro ambiente y la economía de nuestro país, empezando por nuestras actividades diarias, “la eficiencia energética va muy de la mano con la cultura y la mentalidad, desde cerrar la llave para no desperdiciar agua, apagar la luz cuando no se necesita, cambiar nuestros electrodomésticos por nuevas tecnologías ahorradoras de energía, hasta aprovechar la energía solar colocando calentadores solares para consumir menos gas”, comenta Héctor Correa, Director General de Integración de Equipos Eléctricos y Electrónicos.

Afortunadamente, han surgido muchas tecnologías que ayudan a cumplir nuestra misión de ahorrar energía. Un ejemplo de ello son los estabilizadores – reductores de flujo luminoso, Iluest +, que no son otra cosa que equipos que ayudan a reducir el nivel de iluminación sin causar perjuicios y sin consumir más de lo necesario.

Estos equipos logran ahorros de consumo de energía de hasta el 40%, y disminuyen los gastos de mantenimiento por reposición de lámparas, ya que aumentan la vida útil de éstas y con ello también disminuye el costo derivado de su reciclaje. “Los equipos Iluest + eficientan el alumbrado exterior, tanto en zonas industriales, centros comerciales, estacionamientos, hospitales, puertos y aeropuertos, como en avenidas, calles, puentes túneles, etc. Este ahorro de energía disminuye a su vez las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera”.

Hoy es muy importante que las empresas se preocupen por el entorno, controlen sus procesos, se esfuercen por producir artículos de alta calidad y busquen la mejora continua. La opción es la tecnología y dejar a un lado lo obsoleto; además, buscar y demandar equipos más eficientes operacional y energéticamente.