Recibido:
25/06/2023 Aceptado: 07/10/2023
Eficiencia energética en la Empresa de Medios de
Enseñanza en Granma (Original)
Energy efficiency at the
Empresa de Medios de Enseñanza in Granma (Original)
Yury Bueno Montaña.
Licenciado en Educación especialidad Mecánica. Máster en Ciencias de la Educación. Profesor Asistente. Universidad de Granma. Bayamo. Granma. Cuba.
[ ybuenom@udg.co.cu ] %20Eficiencia%20energética_archivos/image002.gif){kind=small}
.
José Luis Oña Riera. Estudiante. Escuela Politécnica del Litoral. Guayaquil. Ecuador.
[ jona@espol.edu.cu ] .
Jonathan Alexis Montaguano Toaquiza. Estudiante.
Universidad península de Santa Elena. Provincia Santa Elena. Ecuador. [ jonathanmontaguanotoaquiza@ups.edu.cu ] .
Resumen
La investigación se desarrolló en la Empresa
de Medios de Enseñanza en Granma, ubicada en el municipio Manzanillo, la cual
responde a las demandas del Ministerio de Educación en la provincia. El
artículo tiene como objetivo evaluar el nivel de gestión
energética en la empresa mencionada, con el propósito de lograr una mayor eficiencia y competitividad. Para ello se recurre al
empleo de la metodología propuesta por el Centro de Estudio y Medio Ambiente de
la Universidad de Cienfuegos para la aplicación de la tecnología
de Gestión Total Eficiente de la Energía. Para cumplimentar el objetivo se
parte de la toma de datos de los consumos de electricidad, producción mercantil
y combustibles (diésel, gasolina y nafta), así como los costos para 1 kW*h y 1
L de diésel, respectivamente, para los años 2021 y 2022, registrados en los
departamentos de economía y energía de la entidad, con la cual se confeccionó
una base de datos aplicando el método analítico-matemático del Sistema de
Gestión Total Eficiente de la Energía, apoyándose en el paquete de Microsoft Office (Excel). Los resultados
evidencian que los portadores energéticos de mayor peso en la producción de la
fábrica son la energía eléctrica y el diesel.
Palabras clave: gestión energética; eficiencia; competitividad;
portadores energéticos; energía
Abstract
The investigation developed at the Company of
tuitional Means in Granma, located at the municipality Olive Tree, which
answers to the Ministry Of Education's requests in the provinces. The article
has like objective to evaluate the level of energetic step at the company
mentioned, in order to achieve a bigger efficiency and competitiveness. He
turns to the job of the methodology proposed by Estudio's
Center for it and Medio Acclimatize of Cienfuegos's University for the
application of Total Efficient Gestión's Technology
of Energy. In order to carry out the objective breaks of the overtaking of data
of the consumptions of electricity, mercantile production and fuels ( Diésel, Gasolina and Nafta) as well as the costs for 1 kW *h and 1 Diésel's L, respectively, for the years 2021 and 2022, registered
at the entity's apartments of economy and energy, the one with which a data
base applying the analytical mathematical method of Total Efficient Gestión's System of Energy was manufactured her, leaning on Microsoft's
parcel Office ( Excel ). The results evidence than principal's energetic
bearers electric power and Diesel are weight in the production of the factory.
Key words: energetic step; efficiency; competitiveness;
energetic bearers; energy
Introducción
La
energía tiene diversas formas de manifestarse: de manera gravitatoria,
cinética, química, eléctrica, magnética, nuclear, radiante, entre otras, con la
posibilidad de que se transformen entre sí, pero respetando siempre el
principio de conservación de la energía . El sistema energético actual está
fundamentalmente basado en los combustibles fósiles. El ritmo de consumo es tal
que, en un año, la humanidad consume lo
que la naturaleza tarda un millón de años en producir, por lo que el posible
agotamiento de las reservas existentes es una realidad que no admite discusión.
De
acuerdo con Borroto et al. (2005), 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
La gestión energética, 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. El primer paso a la
hora de implantar una gestión energética sustentable, con el fin de reducir los
costos y aumentar la eficiencia, debe ser el análisis de los consumos de
energía. Las posibilidades de ahorro energético son muchas, en la iluminación,
refrigeración y climatización, agua caliente sanitaria, la cocina y lavandería.
Ninguna medida conseguirá su máxima eficacia sin contar con la colaboración del
responsable técnico del centro y de la implicación del personal.
Un
sistema de gestión energética está formado por un conjunto de herramientas que
permitan el control de las variables que influyen en el confort y la calidad
ambiental de las instalaciones, asegurando al mismo tiempo el mínimo costo. La
implantación de un sistema de gestión energética reduce el consumo de energía,
con retornos de la inversión relativamente cortos.
En
consonancia con Leyat et al. (2014), el control de la gestión energética como
cualquier otro sistema de gestión, se realiza a través de indicadores que se
constituyen en una importante base de comparación y monitoreo para controlar y
reducir las pérdidas energéticas en los procesos productivos, evaluar técnica y
económicamente los potenciales de reducción de pérdidas de energía.
Para Borroto et
al., (2005):
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. (p.65)
La importancia de reducir el consumo
de las fuentes primarias se ha transformado de un problema económico a un
problema vital, de supervivencia del género humano. Las lluvias ácidas, los
cambios climáticos globales producto del incremento de gases de invernadero en
la atmósfera, la contaminación atmosférica en las grandes urbes son expresiones
de la encrucijada energética que enfrenta la humanidad, la cual requiere
cambios radicales en el esquema global de producción energética, que abarca
desde el control de los procesos actuales, el incremento de su eficiencia y
nuevos hábitos de consumo, hasta el cambio de esquemas de producción en grandes
centrales a una generación descentralizada basada en fuentes renovables de
energía, inagotables y de bajo impacto ambiental (Campos, et
al., 2002).
Según este autor, lo más importante
para lograr la eficiencia energética de una empresa no es solo que tengamos un
plan de ahorro de energía, sino que exista un sistema de gestión energética que
garantice su mejoramiento continuo y que involucre además a todos, que eleve cada vez más la capacidad de
los trabajadores y directivos para generar y alcanzar nuevas metas en este
campo, para desarrollar nuevos hábitos de producción y consumo en función de la
eficiencia. De igual forma, que consolide los hábitos de control y autocontrol
y, en general, que integre las acciones al proceso productivo o de servicios
que se realiza.
La provincia Granma es una de las más
limitadas en los recursos financieros, con baja capacidad de inversión. Es por
esto que es necesario garantizar las producciones venideras con un consumo
mínimo de portadores energéticos, así como establecer la eficiencia energética
como una vía para el crecimiento de la economía del territorio. La Empresa de
Medios de la Enseñanza en Granma es una
entidad que en los últimos años ha visto la necesidad de garantizar sus
producciones con un consumo racional de sus portadores energéticos, debido a
que su producción no ha estado acorde con los consumos de estos.
Desde esta perspectiva, se requiere
la realización de una evaluación del nivel de gestión energética en la empresa
mencionada, con el propósito de lograr una mayor eficiencia, competitividad,
así como el alcance de mejores y mayores producciones, con el uso racional de
la energía eléctrica.
Población
y muestra.
Se toma como población a la Empresa de Medios de Enseñanza, situada en la
Avenida Camilo Cienfuegos, entrada al Dagamal, Manzanillo, Granma.
Tiene personalidad jurídica propia mediante la Resolución 12/1990, del
Ministerio de Economía y Planificación. Pertenece a la Organización Superior de Dirección Empresarial del Ministerio de
Educación y trabaja ininterrumpidamente en la implantación del Sistema de
Gestión de la Calidad basado en la NC-ISO 9001desde el 2007.
La empresa tiene aprobado el Expediente de Perfeccionamiento Empresarial
desde Agosto de 2007. Centra su atención en el cumplimiento de su objeto social,
el cual está enfocado en: la producción y comercialización de medios y equipos
en función de la enseñanza, productos derivados de la práctica profesional, la
prestación de servicios de instalación, mantenimiento y reparación de equipos y
medios en función de la enseñanza, de aterramiento, así como de impresiones
gráficas, tampográficas y serigráficas. Abastece a las
provincias desde Guantánamo hasta Camagüey y dentro de sus producciones se
encuentran: mobiliarios, lápices y materiales gastables. Estos recursos
escolares se producen en varias áreas de esta empresa, con el empleo de la
energía eléctrica, que demanda de un ahorro eficiente.
Para
evaluar el nivel de gestión energética en la empresa mencionada, se emplea la
metodología para la aplicación de la Tecnología de Gestión Total Eficiente de
la Energía, propuesta por el Centro de Estudio y Medio Ambiente de la
Universidad de Cienfuegos. Según Monteagudo y Gaitán (2005):
Esta tecnología ha demostrado la posibilidad de reducir los
consumos energéticos de las empresas, fundamentalmente con medidas
técnico-organizativas y de baja inversión, así como organizar el control y gestión
de ahorro y conservación de los portadores energéticos, identificando el grupo
de soluciones técnicas más favorables a los problemas de suministro de energía.
(p.172).
De
conformidad con este autor, fueron empleadas las siguientes herramientas para
establecer un Sistema de Gestión Total Eficiente de la
Energía:
Diagrama energético–productivo: se emplea para 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.
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 cuáles 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 de que ocurra) permite detectar
síntomas anormales actuando en alguna fase del proceso y que influyan en
desviaciones del parámetro de salida controlado. El objetivo del uso de este gráfico dentro del de Sistema
de Gestión Total Eficiente de la Energía es determinar si los consumos y los costos
energéticos tienen un comportamiento estable o un comportamiento anómalo.
Gráfico de consumo y producción en el tiempo
(e – p vs. t): 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.
Diagramas de
dispersión y correlación: muestra la relación entre dos parámetros. Su objetivo es revelar en un
gráfico (x, y) si existe correlación entre dos variables y, en caso de
que exista, determinar qué carácter
tiene esta.
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.
Diagrama
índice de consumo – producción (IC vs. p):
este diagrama se
realiza después de haber obtenido el gráfico E vs. P y la ecuación, %20Eficiencia%20energética_archivos/image004.gif){kind=small}
con un nivel
de correlación significativo. La expresión de la función IC= f(P) se obtiene de
la siguiente forma:
%20Eficiencia%20energética_archivos/image006.gif){kind=small}
%20Eficiencia%20energética_archivos/image008.gif){kind=small}
%20Eficiencia%20energética_archivos/image010.gif){kind=small}
El gráfico
IC vs. P es una hipérbola equilátera, con asíntota en el eje x, al valor de la
pendiente m de la expresión %20Eficiencia%20energética_archivos/image012.gif){kind=small}
). 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. 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 período 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 período e
ir controlando su cumplimiento.
Gráfico de
tendencia o de sumas acumulativas: 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 en
relación con el comportamiento del período base hasta el momento de su
actualización.
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 por ciento. Los porcentajes agregados
de cada barra se conectan por una línea para mostrar la suma incremental de
cada categoría respecto al total. 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(Campos, 2006).
Análisis y discusión de los resultados
Evaluación
de los indicadores de la gestión energética
Obtenidos
los registros de los consumos de los portadores energéticos se observa en el gráfico 1, el
diagrama de Pareto correspondiente a los años 2021 y 2022, que el portador que lleva el mayor peso dentro
del consumo de la fábrica es la energía eléctrica, pues esta representa el 67%
y 61% del consumo total de los energéticos de dicha entidad. Siguiendo la Ley
de Pareto que para el caso energético plantea que se debe centrar la dedicación
en el 20% de los portadores que representen el 80% de los consumos de los energéticos
de la empresa, se intenciona el estudio
en los portadores energéticos Energía Eléctrica y Diesel.
Gráfico1.
Diagrama de Pareto. Portadores
energéticos 2021 y 2022
%20Eficiencia%20energética_archivos/image014.jpg)
%20Eficiencia%20energética_archivos/image016.jpg)
Fuente: elaboración
propia.
Determinado el portador energético
donde se debe centrar la atención, se procesan los registros de la energía
eléctrica para los años 2021 y 2022. Se observa a través de los gráficos
de Energía y Producción en el tiempo, que existen variaciones entre este
portador energético y la producción, resultado que difiere de lo planteado por
la teoría, de que el ajuste de este tipo de variables debe de ser lineal.
En el año 2021
(Gráfico 2 a) se aprecia que en los meses de enero
a marzo y septiembre a diciembre hubo correspondencia entre el consumo de
energía eléctrica y producción, resultado que evidencia que en estos siete
meses existió un ajuste lineal. Sin embargo, en el resto de los meses se
evidencia variaciones entre la producción y la energía eléctrica, observándose
que los niveles productivos disminuyen y el consumo de electricidad aumenta
drásticamente. De cierta forma, en el año 2020 (Gráfico 2b) se observa que solo existe
correspondencia entre el consumo de energía eléctrica y producción en los
primeros meses del año, es decir, de enero a mayo, pues para el resto del año
se evidencia la existencia de grandes variaciones que no conllevan a un ajuste
lineal, como lo refiere la teoría.
Gráfico 2.
Gráficos de energía y producción. a) Energía eléctrica y producción, 2021. b) Energía eléctrica y producción, 2022
%20Eficiencia%20energética_archivos/image018.jpg)
%20Eficiencia%20energética_archivos/image020.jpg)
Fuente:
elaboración propia.
En general, los resultados manifiestan que la correlación
entre los consumos de la energía eléctrica versus producción obtenida es débil
para estos años analizados, indicando que los índices utilizados para esta
actividad no son los adecuados.
En el
Gráfico 3 se observa que el coeficiente de determinación para el consumo de
energía eléctrica en estos años arrojó
valores de (R2)= 0,01 y (R2)=0,15 respectivamente,
lo cual indica que la correlación entre estos portadores energéticos y la
producción es débil ya que los valores arrojados son menores que (R2)= 0,75 , según lo referido
por Borroto et
al. (2002).
Gráfico
3. Consumo de energía eléctrica vs producción, 2021. Consumo de energía
eléctrica vs producción, 2022
%20Eficiencia%20energética_archivos/image022.jpg)
%20Eficiencia%20energética_archivos/image024.jpg)
Fuente:
elaboración propia
Una vez analizados los gráficos de
energía eléctrica y producción y consumo de energía eléctrica vs producción, y
teniendo en cuenta lo que plantea Pareto, entonces se centra el estudio en el diesel,
siendo este el otro portador energético que se contempla como el 20% de los
portadores que generan el 80% del consumo de la empresa.
En el año 2021
(gráfico 4a), se aprecia que en los meses de enero a abril y julio a septiembre
hubo correspondencia entre el consumo de diesel y producción, resultado que
evidencia que en estos siete meses existió un ajuste lineal. Sin embargo, en el
resto de los meses se perciben variaciones entre la producción y el consumo de
diesel, observándose que los niveles productivos disminuyen y su consumo
aumenta drásticamente.
De cierta
forma, en el año 2022 (gráfico 4b), se
observa que solo existe una correspondencia lineal en los meses de junio a
octubre, resultado que muestra en estos seis meses la existencia de una
correspondencia directa entre el consumo de diesel y producción en el año.
Estos resultados deben estar dados en todo el año por una correspondencia
lineal, lo que quiere decir que si aumenta el consumo de diesel debe aumentar
la producción. Una vez analizados los resultados de los meses de enero a mayo,
se concluye que no existe una correspondencia lineal de acuerdo con lo que plantea
la teoría, lo que evidencia que este portador energético no está siendo
utilizado como es debido.
Gráfico 4. Gráficos de diesel y
producción en el tiempo. a) Diesel y producción en el tiempo 2021. b) Diesel y producción en el tiempo 2022.
%20Eficiencia%20energética_archivos/image026.jpg)
%20Eficiencia%20energética_archivos/image028.jpg)
Fuente:
elaboración propia.
En general, los resultados manifiestan que la correlación
entre los consumos de diesel vs producción obtenida es débil para el periodo
analizado, indicando que los índices utilizados para esta actividad no son los
adecuados. Como se observa en el Gráfico 5, los coeficientes de determinación
para el consumo de diesel arrojaron resultados (R2) =0,04 para el
2019 y (R2) =0,18 para el 2020, los cuales indican que la
correlación entre los portadores energéticos y la producción es débil, debido a
que son menores que R2=0,75 y la correlación no es lineal.
Gráfico 5. Gráficos de consumo de
diesel vs producción. a) Diesel vs producción, 2021. b) diesel vs
producción, 2022
%20Eficiencia%20energética_archivos/image030.jpg)
%20Eficiencia%20energética_archivos/image032.jpg)
Fuente:
elaboración propia
Para el resto de los portadores
energéticos (diesel, gasolina y nafta), se aprecia que existen variaciones
entre el consumo de los portadores y la producción, que no tributan a un ajuste
lineal. Se obtienen coeficientes de determinación por debajo de 0,75.
Al comparar el año 2021 con el año 2022 se evidencia que la
gestión energética en la empresa objeto de análisis, es superior en este último
período, resultado que está sujeto a una serie de medidas implantadas a mediano
y corto plazo (sin inversión económica y con inversión económica) en la entidad
con el objetivo de mejorar su eficiencia energética.
Los
resultados obtenidos en esta investigación para en el año 2021 concuerdan con
los obtenidos por Martínez (2007) y López (2011) quienes, al
realizar una caracterización y evaluación energética de pasteurizadores de los
municipios Manzanillo y Media Luna, encontraron que existían variaciones entre
los portadores energéticos analizados y la producción generada, arrojando
valores del coeficientes de determinación por debajo de 0,75; sin embargo, los
resultados del año 2022 difieren de los encontrados por los referidos autores,
demostrándose que sí existe correlación entre los portadores energéticos y la
producción.
Esta situación puede ser
observada desde dos puntos de vista: el primero, en el que para la elaboración
y utilización de todas las herramientas de la gestión se necesita de una
estadística confiable que consolide los resultados obtenidos, y el otro, en que
los indicadores no están acordes a la actividad analizada. Esto coincide en lo
referente a los índices para los portadores energéticos.
Resulta importante destacar que, en las
producciones que realiza la empresa con la intervención de diferentes áreas, el
mayor consumo es de energía eléctrica. Sin embargo, para
establecer índices confiables o acordes con la actividad, estas áreas deben ser
controladas por separado, de forma tal que se pueda realizar la estratificación
y atacar los problemas puntuales en cada área, de manera que permita ubicar dónde
se encuentra el sobregiro en el consumo.
De acuerdo con lo
establecido en la Tecnología de Gestión Total Eficiente de la Energía, cuando
esto sucede lo primero es analizar si existen problemas con los datos o su
procesamiento, o si es un problema de disciplina tecnológica e inestabilidad en
los procesos. Descartadas estas causas, se puede aplicar el método de
producción equivalente para construir el diagrama de dispersión y establecer
los índices de consumo. Pero de no haber problemas con las causas anteriormente
mencionadas, se debe de establecer un plan de contingencia energética o
estrategia energética, para llevar los indicadores de producción a valores
iguales a 0,75 o superiores a este. y luego volver a aplicar el mismo procedimiento
en aras de comprobar la efectividad de la estrategia energética aplicada.
Conclusiones
1. El consumo de energía producción debe ser establecido para valorar
el estado de la eficiencia energética en la empresa, dado que los coeficientes
de determinación para el consumo de diesel arrojaron resultados (R2)
=0,04 para el 2019 y (R2) =0,18 para el 2020, los cuales indican que
la correlación entre los portadores energéticos y la producción es débil,
debido a que son menores que R2=0,75 y la correlación no es lineal
2. Para el resto de los portadores
energéticos (diésel, gasolina y nafta), se aprecia que existen variaciones
entre el consumo de los portadores y la producción que no tributan a un ajuste
lineal, obteniéndose coeficientes de determinación por debajo de 0,75.
Referencias bibliográficas
Borroto,
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https://www.redalyc.org
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