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“GESTIÓN ENERGÉTICA COMO ELEMENTO DE LA
ECONOMÍA AMBIENTAL PARA LOGRAR EL DESARROLLO
SOSTENIBLE”
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
VIII SEMESTRE
TEMA: GESTIÓN ENERGÉTICA
Autores:
Eduardo Alberto Acosta Silva: [email protected]
Ramiro Alexander Pola Díaz: [email protected]
Arequipa – Perú
2013
0
ÍNDICE
ÍNDICE..............................................................1INTRODUCCIÓN........................................................2
OBJETIVOS...........................................................3HIPÓTESIS...........................................................3
DESARROLLO DE LA PONENCIA...........................................4a. .....................................El ambiente y la economía
4b. Efectos nocivos para la salud provocados por contaminantes industriales......................................................6c. .........................................Políticas ambientales
71. ..................................................Estándares
72. .............................Políticas Basadas en Incentivos
83. .........................Costos de las políticas ambientales
11d. El reto medioambiental para las empresas....................13
e. ......................Oportunidades para el ahorro energético15
g. ....................................Energías no convencionales24
h. La gestión energética como camino a la sostenibilidad.......28PROPUESTA DE SOLUCIÓN..............................................30
CONCLUSIONES.......................................................30RECOMENDACIONES....................................................31
GLOSARIO...........................................................31REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.........................................32
1
INTRODUCCIÓN
Es claramente conocido en nuestros días que el crecimiento
económico está asociado con un crecimiento en el consumo de
energía tanto así que en el análisis de la evolución del
desarrollo, ha permitido distinguir “eras energéticas” (madera,
carbón, petróleo, agua, gas natural) las cuales han jugado un
rol vital en el desarrollo económico condicionando tanto la
magnitud como el tipo de desarrollo generado. El desarrollo de
una economía implica la demanda de energía en formas cada vez
más adecuadas. Pero a su vez este desarrollo económico e
incremento del consumo energético trae consigo un aumento de
los niveles de contaminación de nuestro planeta ya que gran
parte de la energía que se consume es generada por combustibles
fósiles. Como consecuencia de ello, la dimensión ambiental ha
adquirido mayor importancia en el diseño de procesos, en la
toma de decisiones de inversión y en la gestión energética.
2
Las nuevas estrategias para reducir el impacto ambiental
derivado de la actividad industrial, se basan en un enfoque
integral preventivo, que privilegia una mayor eficiencia de
utilización de los recursos materiales y energéticos,
incrementando simultáneamente la productividad y la
competitividad. Ello involucra la introducción de medidas
tecnológicas y de gestión que permiten reducir los consumos de
materiales y energía, prevenir la generación de residuos en su
fuente misma, y reducir los riesgos operacionales y otros
posibles aspectos ambientales adversos, a través de todo el
ciclo de producción.
Esto plantea un gran desafío para aquellos industriales y otros
profesionales que están involucrados con el diseño y operación
de procesos productivos, cuya responsabilidad es compatibilizar
las exigencias ambientales y los requerimientos de calidad,
seguridad, productividad y rentabilidad. El carácter
multidisciplinario del tema hace necesario que los conceptos
utilizados de economía, ambiente y gestión energética que
pueden ser familiares para los ingenieros industriales,
merezcan ser explicados como parte de la ponencia y al final en
un glosario de términos.
OBJETIVOS
3
Demostrar que una adecuada gestión energética por parte de
las empresas e industrias reduce sus costos de operación y
además reduce la contaminación de su entorno.
Explicar y comparar las políticas ambientales dirigidas a
industrias en el Perú y el mundo.
Informar sobre las principales formas de generar ahorro
energético para las industrias y reducir su consumo de
combustibles fósiles.
Proponer soluciones
HIPÓTESIS
Una adecuada gestión de los recursos energéticos de las
empresas e industrias reduce sus costos de operación y
además reduce la contaminación de su entorno, mejorando
así la calidad de vida de la sociedad.
4
DESARROLLO DE LA PONENCIA
a. El ambiente y la economía
Es evidente que el ambiente y la economía están íntimamente
relacionados, siendo los procesos industriales el nexo entre
ambos. Con la ayuda de un modelo se puede demostrar la
estructura esencial y las relaciones existentes entre sus
elementos.
5
Am biente natural
Am biente natural
M aterias prim a (M )
Productores
Bienes(G)
Reciclados 𝑅𝑝𝑑
Consum idores
Residuos (Rp)
Reciclados 𝑅𝑐𝑑
Arrojados
𝑅𝑝𝑑
Arrojados Residuos (Rp)
Gráfico N°1 Economía y medio ambiente
Fuente: Barry C. Field, Economía Ambiental
En este esquema los elementos que aparecen dentro del círculo
son parte del sistema económico, la totalidad del cual se
encuentra inmerso dentro del ambiente natural. La categoría
productores incluye a todas las empresas que toman insumos y
los convierte en productos útiles. Los insumos primarios
tomados del ambiente natural son materiales en forma de
combustibles, minerales y madera, líquidos como el agua y el
petróleo y gases de diversos tipos.
Luego los bienes y servicios producidos fluyen hacia los
consumidores y los utilizan para satisfacer sus necesidades.
La producción y el consumo generan residuos que pueden
arrojarse al aire, agua o depositarse en la tierra. Los
desechos de energía en forma de calor, ruido en forma de
radioactividad que tienen características tanto de materia como
de energía, también son residuos importantes de la producción.
Así, la ecuación básica del equilibrio de materiales señala que
si se desea reducir la masa de residuos arrojados al ambiente
natural, debe reducirse la cantidad de materias primas tomadas
para el sistema:
Rpd+Rc
d=M=G+Rp−Rpr−Rc
r
Donde:
Rpdsonlosresiduosarrojadosporlosproductores
6
Rcdsonlosresiduosarrojadosporlosconsumidores
Msonlasmateriasprimasextraídasdelambientenatural
Gsonlosbienesyservicios
Rpsonlosresiduosderivadosdelaproducción
Rprsonlosresiduosrecicladosporlaproducción
Rcrsonlosresiduosrecicladosporelconsumo
Donde:
Hay tres formas de reducir M y por consiguiente los residuos
descargados en el ambiente.
Reducción de G: Mediante la disminución de bienes y
servicios generados en la economía es posible reducir
los residuos descargados al ambiente. Sería la mejor
respuesta a largo plazo para contrarrestar la
degradación ambiental.
Reducción de Rp: Hay básicamente dos formas para reducir
la cantidad de residuos de la producción. Es posible
inventar y adoptar nuevas tecnologías y prácticas que
generan menor cantidad de residuos por producción
resultante. La otra forma consiste en cambiar la
composición interna de la producción, es decir, la de G
de aquellos artículos cuyos residuos generan un nivel
alto hacia otros que generen niveles más bajos.
7
Incremento de Rpry Rc
r: La tercera posibilidad consiste en
incrementar el reciclaje. En vez de descargar los
residuos de la producción y el consumo en el ambiente,
estos se pueden reciclar y retornar al proceso de
producción.
Es preciso reconocer la Reducción de Residuos por la producción
es la forma de mayor control por las empresas para reducir el
impacto ambiental. Es éste método el que vamos a desarrollar en
toda la investigación, específicamente en el aspecto de consumo
energético.
b. Efectos nocivos para la salud provocados por
contaminantes industriales
En el Perú los principales causantes de la contaminación
ambiental son el sector industrial y el sector minero, esta
contaminación está ocasionando el aumento de enfermedades que
pueden llevar hasta la muerte, a continuación vemos una lista
de los principales contaminantes y sus efectos sobre la salud:
CONTAMINANTE EFECTOS
Monóxido de carbono (CO) Asfixia, no permite el
transporte de oxígeno
Dióxido de carbono (CO2) No es tóxico pero daña el
ambiente.
Óxidos de Azufre(SOx) enfermedades respiratorias,
8
alteraciones sensoriales
Dióxido de Nitrógeno (NO2) Afecta tracto respiratorio,
provoca enfisemas y puede
causar la muerte
Plomo(Pb) Anemia, daños renales ,
alteraciones del sistema
nervioso
Mercurio(Hg) Daños en el sistema nervioso,
cáncer, daños en el ADN, afecta
al sist. cardiovascular
Partículas Cardiopatías, bronquitis,
deterioro de funciones
pulmonares y carcinoma
Cuadro N°1 Contaminante y efectos a la salud
Fuente: OMS
Elaboración propia
c. Políticas ambientales
El problema de política ambiental surge cuando hay discrepancia
entre el nivel actual de calidad ambiental y el nivel deseado.
¿Cómo cambiar esta situación? Es necesario hacer algo para
modificar el comportamiento de las personas tanto en los
aspectos de producción como en los de consumo en el sistema.
Los enfoques disponibles de políticas públicas son los
siguientes:9
1. Estándares
2. Políticas basadas en incentivos
2.1. Impuestos y subsidios
2.2. Permisos negociables de
descargas
1. Estándares
El enfoque más popular para el control de la contaminación
ambiental ha sido históricamente el establecimiento de
estándares. Este se ha denominado el enfoque de “regulación
directa y control” puesto que está conformado por autoridades
públicas que promulgan ciertos límites a los contaminadores y
luego ejecutan estos límites mediante instituciones que se
responsabilizan mediante la ejecución de leyes. Hay tres tipos
fundamentales de estándares: ambientales, de emisiones y
tecnológicos.
Un problema central con el establecimiento de estándares
corresponde a la pregunta de efectividad en costos y al
principio equimarginal. En la mayoría de los programas de
estándares la tendencia administrativa consiste en aplicar los
mismos estándares a todas las fuentes de un contaminante
particular. Sin embargo, el control de la contaminación puede
ser efectivo en costos sólo cuando se equilibren los costos
marginales de reducción a través de las fuentes. Cuando los
costos marginales de reducción difieren entre las fuentes como
casi siempre ocurre, los estándares uniformes no pueden ser
efectivos en costos. En la realidad las diferencias entre10
fuentes en sus costos marginales de reducción a menudo se
reconocen de manera informal por los administradores locales en
la aplicación de un estándar nacional uniforme.
Los estándares tecnológicos socavan completamente el impacto a
largo plazo de los estándares debido a sus efectos en los
incentivos para buscar mejores formas de reducir emisiones. Os
estándares de emisiones sí generan incentivos positivos de
investigación y desarrollo en el control de la contaminación,
aunque son más débiles que aquellos que corresponden a los
tipos de políticas para el control de la contaminación con
incentivos económicos.
2. Políticas Basadas en Incentivos
Hasta hace muy poco las personas han podido utilizar los
servicios de disposición final de desechos del ambiente casi
sin ningún costo, de tal forma que ha habido pocos incentivos
para que reflexionen acerca de las consecuencias ambientales de
sus acciones y economicen en la utilización de tales recursos
ambientales. El enfoque de incentivos busca cambiar esta
situación.
2.1. Impuestos y subsidios
Los impuestos a las emisiones atacan el problema de la
contaminación en su fuente, mediante el establecimiento de un
precio aplicado a un bien que ha sido gratis y, en
consecuencia, utilizando en forma excesiva. La principal
ventaja de los impuestos aplicados a las emisiones consiste en
11
sus aspectos de eficiencia: si todas las fuentes se encuentran
sujetas al mismo impuesto, éstas ajustarán sus tasas de
emisiones de tal manera que se satisfaga la regla equimarginal.
Es suficiente con que las empresas asuman el impuesto y luego
se les permita realizar sus propios ajustes. Una segunda
ventaja importante de los impuestos sobre las emisiones es que
producen un gran incentivo para innovar y descubrir formas más
baratas de reducir las emisiones.
El carácter indirecto de los impuestos a las emisiones puede
presentar la tendencia de tener un efecto adverso para su
aceptación por parte de los diseñadores de políticas. Los
estándares tienen la apariencia de establecer control directo
en el aspecto considerado, es decir, las emisiones. De otra
parte, los impuestos a las emisiones no imponen restricciones
directas a las emisiones pero dependen del comportamiento de
interés individual de las empresas para ajustar sus propias
tasas de emisiones en respuesta al impuesto. Esto puede
inquietar a algunos diseñadores de políticas puesto que a las
empresas aparentemente aún se les permite controlar sus propias
tasas de emisiones. Esto puede parecer paradójico, puesto que
éste carácter “indirecto” de los impuestos aplicados a los
afluentes algunas veces puede suministrar un aliciente mayor
para las reducciones de las emisiones a diferencia de los
enfoque aparentemente más directos.
Sin embargo, los impuestos a las emisiones exigen un monitoreo
efectivo. Estos impuestos no pueden obligarse simplemente
12
mediante el chequeo para vigilar si las fuentes han instalado
determinados tipos de equipos para el control de la
contaminación. Si los impuestos a las emisiones van a tener los
apropiados efectos de incentivos, deben basarse cuidadosamente
en las emisiones acumuladas de éste modo, las fuentes puntuales en
las cuales se pueden medir efectivamente las emisiones
representan las alternativas ideales para el control de la
contaminación mediante los impuestos a las emisiones.
Una ventaja de los impuestos aplicados a las emisiones es que
éstos suministran una fuente de ingreso para las autoridades
públicas. Muchos recomiendan que sean cambiados los sistemas
tributarios, que se dependa menos de los impuestos que tengan
en efectos económicos distorsionadores y se sujeten más a los
gravámenes aplicados a las emisiones. Esto exige que las
autoridades puedan pronosticar con precisión los efectos de los
impuestos fijados a emisiones particulares a partir de las
tasas de emisiones que se registra. Los subsidios para las
emisiones tendrían el mismo efecto como incentivo en los
contaminadores individuales, pero podrían generar incremento
en los niveles totales de emisiones. Un espacio en el cual se
han utilizado efectivamente los subsidios es en los sistemas de
reembolso de depósito, los cuales son esencialmente sistemas en
combinación de impuestos y de subsidios.
2.1. Permisos negociables de descargas
Durante los últimos años los programas de permisos negociables
de descargas han comenzado a hacerse más populares entre los
13
diseñadores de políticas ambientales de EEUU. Las enmiendas de
la Clean Air Act (Ley del aire limpio) de 1990 contienen un
programa de PND para la reducción del SO2 entre quienes generan
energía eléctrica. Los programas de PND se han propuesto para
controlar los desecho sólidos e incluso para la reducción
global de CO2. La esencia de este enfoque, la transferencia de
derechos de emisiones de fuentes cuyos costos de control son
bajos a aquellos que tienen altos costos, también se encuentran
en la base de algunos recientes desarrollos en el control de
emisiones localizadas en aguas que provienen de fuentes no
puntuales. Existe la expectativa que este enfoque podría
suministrar un control a la contaminación a un costo
considerablemente menor que el actual sistema de estándares de
efluentes basado en la tecnología, y también en el sentido en
que, políticamente, éstos enfoques serían más aceptables que
los impuestos aplicados a las emisiones.
Sin embargo, los programas de PND traen sus propios problemas.
En especial éstos programas retiran parte de la responsabilidad
del control a la contaminación de las manos de los ingenieros y
la colocan bajo la operación de un mercado. El modo que opera
este mercado obviamente es un factor decisivo para saber si
tiene funcionalidad ese tipo de política. Hay un sin número de
factores: Quien obtienen los permisos al comienzo, la fortaleza
de sus incentivos para minimizar costos, el nivel de
competencia en el mercado, las reglas de transacción
establecidas por la entidad pública administradora, la
14
capacidad de monitorear y ejecutar el cumplimiento de leyes, y
otros factores. No obstante, el sistema de permisos negociables
de descargas parece ser un concepto cuyo turno ha llegado, al
menos en EEUU.
3. Costos de las políticas ambientales
Tanto los sistemas negociables de descarga como los sistemas
tributarios aplicados a las emisiones buscan retirar la carga y
la responsabilidad de tomar las decisiones tecnológicas para el
control de la contaminación de las manos de los administradores
centrales y colocarlas en manos de los mismos contaminadores.
Debe hacerse énfasis en que estas decisiones no se proyectan a
que el establecimiento de los objetivos mismos de control a la
contaminación esté en las manos de los contaminadores. El
mercado no determinará el nivel más eficiente de control a la
contaminación para la sociedad. Mas bien, estos son medios de
participar de los incentivos de los mismos contaminadores para
hallar formas más efectivas de satisfacer el objetivo general
de reducción de emisiones.
En el Perú La Ley General del Ambiente N°28611 en los artículos
31 y 32 establecen dos medidas para el control de estándares
ambientales. La primera es el Estándar de Calidad Ambiental
(ECA) que establece un nivel de concentración de sustancias en
cuerpos que no representen riesgo significativo para la salud
de las personas ni del ambiente. La segunda medida es el Límite15
Máximo Permisible (LMP) cuyo cumplimiento es exigible
legalmente por la Autoridad Ambiental Nacional. Como vemos, en
el Perú se usan políticas de estándares de emisiones permitidos
pero vamos a demostrar que este tipo de políticas no
necesariamente son las más efectivas en términos de costos.
A modo de ejemplo presentamos un cuadro donde los economistas
ambientales de EEUU han realizado numerosos estudios para
calcular los costos excesivos del enfoque de Regulación Directa
y Control (RDC) tendiente a la reducción de la contaminación
del aire y luego han calculado de nuevo los costos con
Estándares de los Efluentes Basados en la Tecnología (EEBT)
para observar cuál sería el costo total de control de un
programa si alcanzara la misma calidad ambiental del aire pero
con una distribución efectiva de costos de reducciones de
emisiones a lo largo de la empresa.
Estudios
Punto de referencia
RDC
Coeficiente de
los costos RDC
hasta los de
costos mínimos
1 Sulfatos; Los Ángeles
(1982)
Estándares
aplicables de
emisiones de CAA
1.07
2 Dióxido de Nitrógeno; Regulaciones TCRD 14.40
16
Chicago (1983)
3 Hidrocarburos, todas
la plantas domésticas de
Du Pont (1984)
Porcentaje de
reducción uniforme
4.15
4 Partículas; Valle de
Delaware (1984)
Porcentaje de
reducción uniforme
22.00
5 Dióxido de Sulfuro;
Región de cuatro
esquinas (Utah,
Colorado, Arizona y
Nuevo México) (1981)
Regulaciones PEI 4.25
Cuadro N° 2: Comparación de los costos de control de RDC con programas de costosmínimos en el control a la contaminación del aire.
Fuente: Adaptado de Barry C. Field, Economía Ambiental.
CAA: Clean Air Act (Ley del aire puro)
PEI: Plan estatal de implementación
TCRD: Tecnología de control razonablemente disponible
La última columna señala el coeficiente de RDC/Costos mínimos.
Si los programas reales también fueran efectivos en costos,
estos coeficientes estarían en 1.0 o cerca de este valor. En
efecto, observamos que éstos varían desde 1.07 hasta 22.00.
Sólo el primer estudio evidencia un programa de RDC que también
se aproxima a los costos mínimos alcanzables, la explicación
más probable es que involucren fuentes múltiples que tienen
diferencias relativamente pequeñas en sus costos marginales de
17
reducción. Hay dos estudios donde los coeficientes están
alrededor de 4.0, lo que significa que los programas reales
serían cuatro veces más costosos que si se hubieran diseñado
efectivos en costos. El caso alarmante es el cuarto estudio con
un valor de 22.00, demasiado elevado, que muestra que se está
pagando mucho más de lo necesario para lograr los mejoramientos
en la calidad del aire.
d. El reto medioambiental para las empresas
El reto medioambiental abre un amplio campo de posibilidades de
hacer negocio y desarrollar actividades con futuro. Existe una
brecha que hoy llena la oferta de otros países. Una brecha que
puede estrecharse considerablemente en el futuro. Nos
enfrentamos, pues, a un nicho de mercado en rápido crecimiento
que los emprendedores pueden aprovechar. Es, sin embargo, un
sector exigente en cualificación, tecnología e información. No
sólo compromete, pues, a los empresarios sino al propio sistema
de I+D si se quieren ganar posiciones más sólidas.
¿Cómo se plantea la cuestión en los sectores tradicionales?
Asumir el reto medioambiental conlleva diversas ventajas en un
contexto caracterizado por una creciente sensibilidad por parte
de la Administración, los ciudadanos y los consumidores. Las
empresas que adopten una estrategia verde pueden ver mejorada
su posición en distintos frentes (SADGROVE, 1993)
1. Comercial: mayor cifra de ventas; mayores
oportunidades para nuevos productos y diversificación
18
de mercados; diferenciación de productos; mejor
posición negociadora con clientes exigentes.
2. Costes: Ahorros en energía y en productos que generan
residuos; reducción de costes de limpieza de entorno;
seguros más baratos y accesibles.
3. Riesgos: disminución de riesgos de reclamaciones por
vía judicial; disminución de riesgos de catástrofes;
defensa legal.
4. Financiera: mayores facilidades de acceso a créditos.
5. Aprendizaje: mejora de la capacidad técnica y mayor
facilidad para adaptarse a mercados y condiciones
institucionales progresivamente más exigentes.
6. Imagen y relaciones: mejora de la imagen en los
mercados (de bienes, recursos y bursátil) y mejora de
las relaciones con la comunidad local, las
organizaciones ciudadanas y la Administración.
Todos estos aspectos definen mejoras en las ventajas
competitivas de la empresa.
Teniendo presentes las tendencias, podemos destacar los
siguientes ámbitos de afectación:
1. Costes: coste de incumplimiento por multas; mayores
costes y dificultades de contratar seguros; crecientes
costes de vertido; crecientes costes de la energía,
agua e impuestos por razones fiscales.
19
2. Inversión: concentración precipitada de la inversión y
los consiguientes problemas de adaptación e
ineficiencia; peligro de rápida obsolescencia de
inversiones por inadaptación medioambiental.
3. Demanda: peligros de pérdida de mercado y de boicot.
4. Imagen y relaciones: degradación de la imagen y
crecientes tensiones con la comunidad local, las
organizaciones ciudadanas y la Administración Pública.
Dado que estos peligros tienden a crecer con la mayor
sensibilidad ciudadana y la más rigurosa aplicación de la
normativa, parece lógico inferir que la inactividad genera una
auténtica desventaja competitiva.
El comportamiento empresarial puede ser más diversificado que
el hasta ahora contemplado. (SADGRAVE, 1993) ofrece una
tipología de cuatro opciones estratégicas que resulta muy útil
a efectos analíticos:
1. Empresa atrasada: No hace nada y se queda rezagada.
Incurre en pocos costes económicos, pero en un alto
riesgo. La tendencia es a convertirse en penalizada.
2. Empresa penalizada: la empresa no se ha adaptado e
incurre en penalización por parte de los consumidores,
ciudadanos y Administración. Incurre en grandes costes
económicos y en riesgo de desaparecer.
3. Empresa conformista: pretende permanecer dentro de la
legalidad, pro gasta lo indispensable. La inversión
económica es relativamente baja, el riesgo es escaso y
20
VERDE GRIS
BAJO COSTO
ALTO COSTO
pueden obtenerse éxitos puntuales a nivel de imagen y
mercado.
4. Empresa líder: pretende situarse en vanguardia
impulsando continuas innovaciones. La inversión tiende
a ser considerable y el riesgo alto. Puede llegar a ser
vanguardia tecnológica y tiende a lograr considerables
ventajas de mercado, imagen y aprendizaje. Corre el
riesgo de dormirse en los laureles con el tiempo y
convertirse en conformista.
Gráfico N°2: Opciones estratégicas de las empresas
Fuente: Claudio R. Soriano, Estrategias de crecimiento de la empresa
21
LIDERPolítica de
inversiones en proyectos de alto coste;
imagen de gran categoría;
alto riesgo.
PENALIZADAPerdida de mercado;
inversiones costosas; multas y
reparación de daños; boicot
CONFORMISTASe centra en soluciones
baratas, pero efectivas;
bajo riesgo.
ATRASADANo hace nada; alto riesgo de penalización
E. Oportunidades para el ahorro energético
En una planta es posible lograr ahorros energéticos en todo
punto donde se tenga energía.
Los principales puntos donde se puede ahorrar energía en
plantas son;
a) Calderas de vapor y aceite térmico
b) Redes de vapor y condensado
c) Hornos
d) Secadores
e) Procesos
a) Calderas de vapor y aceite térmico:
Existen varias formas de ahorrar energía en las calderas,
las más importantes son:
Reducir el exceso de aire.
Disminuir la temperatura de los gases.
Reducir la presión de vapor.
Reducir incrustaciones y depósitos.
Reducir depósitos de hollín.
Incrementar la temperatura del aire de combustión
Reducción de las purgas.
22
Incrementar la temperatura del agua de alimentación.
Como se enlisto existen varias formas de hacer una caldera más
eficiente pero una de las más importantes vendría a ser.
Reducir el exceso de aire por los siguientes motivos:
Es de fácil implementación.
Los ahorros son inmediatos.
Las inversiones son muy bajas o a veces nulas.
Debe realizarse periódicamente.
Gráfico Nº 3 Eficiencia de la combustión en calderas y hornos que queman gas natural enfunción de la temperatura y el exceso de aire
23
Fuente: Metrogas Colombia
b) Redes de vapor y condensado
Estas medidas de ahorro se dan en las redes que transportan el
vapor y condensado las principales son:
Reparar las fugas
Reparar o cambiar trampas
Aislar las tuberías de vapor y condensado
Recuperación de condensados
Utilizar vapor a la menor presión posible
Tomaremos 2 de las principales medidas para medir la cantidad
de energía que se pierde y también será expresada en
combustible.
Reparar Fugas: Consiste en el monitoreo de las fugas de vapor
del sistema general.
EJEMPLO 1- PÉRDIDAS POR FUGAS
Datos:
Ø Nro de orificios 10
Ø Agujeros de 3mm
24
Ø Trabajando a 5 bar
Ø 6000 horas por año
Ø Entalpia del vapor a 5 bar = 2086 Kj/Kg
Ø Eficiencia del aislamiento 93%
Ø Eficiencia del caldero 85%
Ø Poder Calorífico R-500= 40686 kj/kg
Ø 1.36% de azufre en peso
De tablas obtenemos que:
Por cada orificio se pierden 15 kg vapor/ hora
Perdida de los 10 orificios 150 kg vapor/hora
Se pierden 900000 Kg vapor/año
Calor necesario para producir 1 ton de vapor = 2638.836 *103
Kj
Masa combustible necesaria 1 ton de vapor = 64.86 kg
Masa de combustible total perdida = 58374 kg
Cantidad de azufre contenido = 793 kg
Aislar tuberías de vapor y condensado: Consiste en el
aislamiento de las tuberías y redes para reducir la liberación
de calor hacia el exterior.
25
EJEMPLO2 – PÉRDIDA DE ENERGÍA POR TUBERÍAS SIN AISLAMIENTO
Datos:
Ø Tubería diámetro 6 pulg.
Ø Trabajo de 6000 h/año
Ø Longitud 200 pies
Ø Temperatura del vapor 770ºF
Ø Temperatura del ambiente 70ºF
Ø Poder calorífico R 500 151700 BTU/gl
Ø Eficiencia de caldera 80%
RESULTADOS
Calor perdido = 1560978.85 BTU/h
Volumen de combustible perdido= 12.86 gl/h
Volumen de combustible perdido al año= 77160 gl
Recuperación de condensados: Recuperar condensados que aun
transportan energía calórica.
26
Gráfico Nº 4 Ahorro por recuperación de condensado
Fuente: Seminario PAE ahorro de energía en el sector industria
c) Ahorro de energía en hornos y secadores
Reducir el exceso de aire.
Eliminar infiltraciones de aire.
Reparar aislamientos.
Recuperar calor para precalentamiento de aire omaterial.
Controlar la presión interna.
Operar en forma continua.
d) Ahorro de energía en procesos
Usar calentamiento directo en lugar de indirecto.
Usar unidades de proceso a su capacidad nominal.
27
Considerar recompresión mecánica de vapor.
Utilizar calores residuales.
Evitar enfriar materiales que serán calentados luego.
Transformar operaciones tipo Batch a continuas
Es importante tener en cuenta:
Si bien la implementación de diversas medidas generan ahorro es
importante medir antes de proponer mejoras energéticas.
Analizar las mejoras en su conjunto y no aisladamente
Las mejoras a implementar tienen que ser analizadastécnica y económicamente
La asesoría de un experto siempre es necesaria antes deimplementar mejoras
f. El Gas Natural como combustible alternativo
Examinando la continua crecida en los precios de los
combustibles comunes, el Perú está en la necesidad de
implementar en sus industrias un combustible con:
Mayores beneficios económicos
Menores costos vs. otros combustibles
Menores necesidades de supervisión
Reducción de costos por mantenimiento
Reparación y manejo
Almacenamiento y transporte de combustible
No tenga gastos de tratamiento
28
Energéticos
Reducción de consumos de energía en auxiliares:
bombas, calentamiento
Mayor estabilidad de los parámetros de la eficiencia.
Permite adoptar nuevas tecnologías: economizadores,
cogeneración, etc.
Reduzca el impacto ambiental
Mayor facilidad para el cumplimiento de normas
ambientales
Mejor imagen pública por la baja afectación del medio
ambiente
No tenga corrosión ácida en superficies metálicas y
refractarios
Por estas características el GN reemplaza ventajosamente a
otros combustibles como el Diesel, Residuales, Gas licuado de
petróleo (GLP), Kerosene, Carbón, Leña, haciendo una
comparación rápida con los poderes caloríficos se puede ver que
el gas tiene 47.7 MJ/Kg., mientras otros combustibles como el
gas licuado tiene 46.1 MJ/Kg., el diesel 42.5 MJ/Kg.
evidenciando una vez más la supremacía. Es por estas
importantes razones que se ha elegido al gas natural como un
reemplazante que desplazara a su titular para un mayor
beneficio.
29
Gráfico Nº5: Precios de los combustibles
Fuente: Jara W., Introducción a las energías renovables no convencionales
En el siguiente cuadro se puede apreciar el rendimiento de la
combustión y de quemado del gas natural en comparación con
otros combustibles, como vemos el gas natural es el que rinde
más, entre un 95 a un 99%, por lo tanto nos permite obtener
casi un 100 % en la combustión y así una disminución de la
contaminación causada por otros combustible que rinden mucho
menor y de los se requieren mayores cantidades.
Cuadro Nº3: Rendimiento de la combustión y quemado
Fuente: Jara W., Introducción a las energías renovables no convencionales
30
En el siguiente cuadro podemos comparar la eficiencia del R-500
con el gas natural, vemos que la eficiencia del gas natural es
significativamente mayor y que la cantidad de contaminantes
emitidos al ambiente son menores que con el R-500.
Cuadro N4: Comparación del R-500 con el GN
Fuente: Jara W., Introducción a las energías renovables no convencionales
g. Energías no convencionales
Las necesidades de energía en el mundo de hoy, obligan a
mantenerse permanentemente actualizado acerca de las tendencias
y aplicaciones en la búsqueda de nuevas fuentes que aseguren el
suministro energético del planeta. Por esto se fomentan las
Energías Renovables No Convencionales (ERNC) como uno de los
pilares fundamentales para disminuir la dependencia energética
de los combustibles fósiles y, a su vez, cumplir con la
reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Como
ejemplo algunas de las energías no convencionales son:
31
Energía Hidráulica
En un curso de agua, la energía que ésta posee y puede entregar
para otros usos, se compone de un salto (energía potencial
respecto de un nivel de referencia) y un caudal (energía de
movimiento o cinética). La energía hidráulica es un sistema de
generación que puede almacenar energía, como es el caso de las
centrales de embalse; sin embargo, para otras condiciones del
recurso no es posible almacenar el agua, como es el caso de las
centrales de pasada. En relación con los aspectos ambientales
de las centrales hidroeléctricas, los impactos que las
actividades pueden generar en el medio ambiente se presentan en
las etapas de construcción y operación de las instalaciones. Su
prevención, mitigación y compensación se logra con el estricto
cumplimiento de las normativas ambientales establecidas para
cada caso en cada país y con el cumplimiento de los compromisos
ambientales exigidos en las Resoluciones Ambientales que
autorizan la construcción de cada proyecto y su posterior
operación.
Energía Eólica
La energía cinética del viento puede transformarse en energía
útil, tanto mecánica como eléctrica. A nivel mundial, el uso de
la energía eólica ha crecido aceleradamente al cierre de 2005,
se registraban 59.206 MW de potencia eólica instalada. Este
crecimiento parece que no parará, pues estudios indican que
hacia 2020 la energía eólica sumará más de 1.000.000 MW
32
instalados. En el desarrollo actual de la energía eólica y el
diseño de aerogeneradores, se consideran áreas de interés
aquellas que presentan velocidades medias del viento por encima
de los 6 m/s, a las que corresponden factores de utilización de
la instalación de una 2.000 horas/año equivalentes a plena
carga. La energía eólica es una opción limpia, pero la
instalación de un parque (granja eólica) puede producir un
impacto ambiental que es necesario evaluar de acuerdo a las
condiciones del entorno, tanto físico, biológico y social, de
manera de introducir oportunamente las medidas de mitigación.
Energía Geotérmica
Los recursos geotérmicos constituyen la energía derivada del
calor que se extrae a través de los fluidos geotérmicos que
surgen de procesos naturales o artificiales de acumulación y
calentamiento del subsuelo. Las áreas con mayores recursos
geotérmicos accesibles son aquellas en que el magma está muy
cerca de la superficie terrestre, con zonas de corteza
terrestre delgada o fracturada (Anillo de Fuego). Las fuentes
geotérmicas, según sus características y magnitud calórica,
pueden ser aprovechadas no sólo para generar electricidad (alta
entalpía), sino que también para usos directos del calor (baja
entalpía).
En cuanto a la contaminación atmosférica que la generación
geotermoeléctrica pueda producir, es importante tener en cuenta
33
que ésta no emite óxidos de nitrógeno (NOx), ni óxidos de
azufre (SOx), como ocurre en las plantas de combustión.
Las emisiones geotérmicas sólo contienen gases de CO2, aunque
muy inferiores comparadas a las de una central térmica, que
utilice como combustible gas natural, petróleo o carbón
Energía solar
La energía solar pasiva se contempla en muchos países como una
opción energética de gran potencialidad, que se ha venido
aplicando casi exclusivamente en la edificación, formando parte
de lo que hoy se conoce como Arquitectura Bioclimática. Por
otro lado, también se tiene la energía solar activa,
consistente en el uso de la luz y el calor del sol mediante
procedimientos técnicos, que la capta, almacena y transmite a
otros usos derivados. Las aplicaciones en este concepto pueden
ser para bajas y altas temperaturas.
La energía solar ofrece dos formas de producción de
electricidad: térmica y fotovoltaica. La primera se basa en la
concentración de la radiación solar, a fin de llevar un fluido
a suficiente temperatura para accionar motores (turbinas)
térmicos que van acoplados a generadores eléctricos. En este
tipo de utilización juegan un papel relevante las tecnologías
indicadas precedentemente (ver figuras 33 a 35). También se han
desarrollado sistemas híbridos, que combinan dos sistemas: uno
tradicional, sobre la base de un combustible convencional, más
el vapor, proveniente de una fuente solar activa de alta
34
temperatura, que conforman lo que se conoce como ciclo
combinado
Situación del Perú
De estos cuatro tipos de energía no convencionales mencionados,
es el potencial hidroeléctico la mayor fuente de energía
comercia con la que cuenta el Perú. Su aprovechamiento óptimo
necesita una política de estado a ser ejecutada a lo largo de
varios periodos de gobierno. (HERRERA, 2009)
El Potencial Hidroeléctrico Nacional (PHN), según estudios
realizados entre 1968 y 1980, principalmente por la Misión
Alemana de Energía, cuenta con las siguientes cifras
referenciales y consideraciones.
Valor Teórico: 206 GW
Valor Técnico, económicamente aprovechable: 58,5 GW
Distribución geográfica:
o Vertiente del Pacífico, transvasando agua a la costa:
13.1 GW
o Vertiente del Atlántico, en Alta Montaña (1000 m o
más sobre el nivel del mar): 22.5 GW
o Vertiente del Atlántico en Amazonía (menos de 1000 m
sobre nivel del mar): 22.8 GW.
Los proyectos hidroeléctricos clásicos del Perú son los de Alta
Montaña: centrales de mediano tamaño, alta caída y sin grandes
reservorios. Se desarrollan mediante túneles, conductos
35
forzados y pequeñas tomas o pequeños embalses, por lo que
prácticamente no causan impacto socio-ambiental.
Los proyectos hidroeléctricos en Amazonía corresponden a
centrales con baja caída y gran cauda, donde la caída se logra
construyendo grandes presas que inundan extensas áreas.
Ocasionan costo económico (destrucción de biodiversidad),
social y ambiental, adicionales a su costo de construcción.
Están ubicados en zonas de gran biodiversidad, escasa población
y escasa presencia del Estado.
El desarrollo del PHN amazónico tiene altos costos que se deben
considerar en las negociaciones que el Estado realize. Por el
gran tiempo que requieren los proyectos hidroeléctricos, el
hecho que esa energía no es privada y los altos niveles de
inversión, hacen que este tipo de energía no convencional sea
una alternativa a futuro para el Perú.
h. La gestión energética como camino a la sostenibilidad
Se llama sostenibilidad a aquello que asegura su propia
existencia en un sistema sin hacer peligrar la existencia de
ese u otros sistemas.
El desarrollo sostenible consiste en mejorar la calidad de vida
mediante la integración de tres factores:
Desarrollo económico
Protección del medio ambiente
Responsabilidad social
36
Gráfico Nº6: Sostenibilidad
Fuente: SERNAMP, Conceptos de desarrollo sostenible
El desarrollo económico basado en la quema de combustibles
fósiles está contribuyendo en gran medida al cambio climático,
puesto que su uso redunda en la emisión de gases de efecto
invernadero tales como el dióxido de carbono y el metano.
Debemos considerar todas las oportunidades posibles para
generar energía a partir de recursos sostenibles o renovables.
El tema de la sostenibilidad energética comporta el tipo de
medidas que están hondamente arraigadas en las políticas,
planes y estrategias que las naciones deben implementar
para asegurar su desarrollo y prosperidad. Además, el
concepto de seguridad energética es fundamental para el
crecimiento económico, el desarrollo, el alivio de la pobreza y
37
la salud. A la vez, está vinculado a temas ambientales, como la
contaminación y el calentamiento planetario.
La disponibilidad del suministro de combustibles energéticos
constituye un aspecto clave de la sostenibilidad. Este
indicador proporciona una base para estimar los suministros
futuros con respecto a la disponibilidad actual de las reservas
de energía y los niveles de producción. La gestión adecuada de
las reservas comprobadas de energía es un elemento
indispensable de los programas de desarrollo sostenible.
Mantener un suministro estable de energía es un objetivo básico
de las políticas encaminadas al logro de un desarrollo
sostenible.
Gráfico Nº7: Sostenibilidad Energética
Fuente: Jara Linares, El concepto macro de sostenibilidad: variables de un futuro sostenible
La seguridad energética, concebida en términos de
disponibilidad física de los suministros para satisfacer la38
demanda a un precio dado, a fin de conseguir la sostenibilidad
económica y social, reviste una importancia decisiva. Por ello,
las interrupciones en el suministro de energía constituyen un
tipo de riesgo sistemático que es preciso afrontar mediante
políticas para un desarrollo sostenible. Hay dos tipos
diferentes de riesgos: un riesgo de cantidad y un riesgo de
precio. Ambos están relacionados con el nivel de dependencia de
un país de las importaciones de energía. Así, cabe limitar la
exposición general a las alteraciones del suministro
disminuyendo la dependencia de las importaciones, lo que se
puede alcanzar, a su vez, a través de políticas que incremente
la producción nacional de energía, mejoren la eficiencia
energética, diversifiquen las fuentes, optimicen la
composición, etc.
PROPUESTA DE SOLUCIÓN
Entre las propuestas que desarrollamos, entendemos que son
necesarias, son posibles y conllevan un balance muy beneficioso
para la sociedad y la economía.
Ahorro y eficiencia energética
● Ahorro de energía en calderos, redes de vapor, secadores y
procesos con técnicas de diseño y de mantenimiento
● Usar Gas Natural como principal combustible por conducta
amigable con el ambiente
● Fomento de las Empresas de Servicios Energéticos
Gestión empresarial
39
● Fomento de las empresas por usar estrategias verdes para
desarrollar ventajas competitivas
● Analizar técnica y económicamente la posibilidad de
implantar técnicas de ahorro energético
CONCLUSIONES
● Se ha demostrado técnica y económicamente que mejoras en
la gestión energética de las industrias reduce los costos
de operación y además mejora la calidad del ambiente. La
primer meta se logra por el ahorro energético y la
segunda se logra por el menor consumo de combustibles y/o
el cambio de uso del diesel, residuales o carbón por el
Gas Natural.
● Las estrategias verdes para las empresas son una gran
oportunidad para el desarrollo de sus ventajas
competitivas en los aspectos comercial, costos, riesgo,
financiero, aprendizaje, imagen y relaciones con los
clientes.
● La sostenibilidad de los proyectos sólo se puede lograr si
se comprometen y relacionan tanto los aspectos ambientales
como los sociales y económicos, ya que todo proyecto
genera un impacto en estos tres aspectos. Siendo el ahorro
energético y el diseño inteligente los medios para lograr
dicha sostenibilidad.
RECOMENDACIONES
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Investigaciones posteriores podrían utilizar estudios y
datos más actualizados para asegurar la relevancia de los
aspectos tratados como nuevas tecnologías de ahorro y uso
energético, situación del consumo energético en el Perú y
el mundo y los estudios de políticas ambientales usadas en
otras ciudades.
Analizar el uso futuro de energías no convencionales en el
Perú y el mundo podría mostrar las estrategias que se
están usando con el fin de tomar decisiones más acertadas
sobre la gestión energética.
Realizar encuestas o entrevistas a especialistas sobre el
tema puede guiar a los investigadores y aclarar conceptos
clave, además de ser una fuente muy confiable de
información para investigaciones futuras.
Realizar futuras investigaciones con un equipo
multidisciplinario de profesionales ayudaría a comprender
mejor el tema desde distintos puntos de vista y enfocar su
pertinencia mediante teorías y conceptos relevantes.
Además que el equipo podría analizar mejor los tres
pilares de este tema que son: ambiente, economía y gestión
energética
GLOSARIO
o Calidad del ambiente: se refiere al ambiente
circulante, de tal manera que la calidad del medio se
refiere a la cantidad de contaminantes en el ambiente.
41
o Calidad del entorno: incluye la noción de calidad del
medio, además de aspectos como calidad visual y
estética del ambiente.
o Residuos: material que queda después de haber producido
algo son llamados residuos de producción. También cuando los
consumidores han terminado de utilizar los productos se
producen residuos de consumo.
o Emisiones: aquella parte de los residuos de producción
o consumo que son depositados en el ambiente
directamente o después de procesos de tratamiento.
o Reciclaje: el proceso de retornar algunos o todos los
residuos de la producción o del consumo para que sean
utilizados de nuevo en la producción o en el consumo.
o Contaminante: forma de sustancia o de energía, o acción
que, cuando se introduce en el ambiente natural, genera
una disminución del nivel de calidad del medio.
o Emisiones: alude a los contaminantes del aire
o Contaminación: es difícil de definir. Algunos dicen que
la contaminación aparece cuando se introduce cualquier
cantidad de residuos, no importa qué tan pequeña, en el
ambiente. Otros sostienen que la contaminación es algo
que sucede cuando la calidad del medio ha sido
degradada tanto como para ocasionar daños.
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REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Arroyo, V.2001.Seminario PAE ahorro de energía en el sector industria.
Lima-Perú
Field B., 2000, Economía Ambiental
Fundación Energías Renovables, 2011, El camino hacia un modelo
energético sostenible
Herrera D. Carlos, 2009, Matriz energética en el Perú y Energías
Renovables
Jara,W, 2006, Introducción a las energías renovables no convencionales.
Ed.Fyrma Grafica. Chile
Linares, P, 2010, El concepto macro de sostenibilidad: variables de un
futuro sostenible. Perú
Organización de los Estados Americanos. Seguridad energética
para el desarrollo sostenible en las América.
SERNAMP 2009, Conceptos de desarrollo sostenible. Perú
Zaror C., Introducción a la ingeniería ambiental para la industria de
procesos
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PAGINAS WEB http:www.metrogas.cl
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