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12.7
La producción más limpia y el consumo sustentable de los
portadores energéticos para la reducción de los impactos
ambientales globales en el sector frutícola..
Cleaner production and
sustainable consumption in the energy management for the
reduction of the environmental global impacts in the
fruit sector.
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Autores:
Leticia Prévez1, Fernando Gonzáles1,
Odalis González Pérez2, Jorge Valoy Fernández3, Rodolfo
Delgado4, Rodolfo Carrasana5, Maydelín Fuentes4, Antonio
Amenares4, Elizardo Pérez6, Alberto Olivera6, Graciela Bango de
Varona1 Sheyla Abreu1, Carlos M. Fernández Kaba1
1Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical.
letypml@iift.cu; letypml@iift.cu.
2CITRUS INTERNATIONAL S.A
fabrizio@citrus.pinar.cu.
3Empresa Industrial de Cítricos
Ceballos rodolfo@citricos.co.cu; valoy@citricos.co.cu.
4Empresa Industrial de Cítricos Contramaestre. eicc@enet.cu;
eicc@enet.cu.
5Empresa de Conservas Isla de la Juventud.
ccítrico@enet.cu.
6Empresa de Cítricos “Héroes de Girón”
mariela@citricojg.cu |
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Resumen
La aplicación de la estrategia de PML en el sector
industrial citrícola ha tenido impactos positivos en
la eficiencia de producción, el manejo de los
principales recursos que intervienen en los
procesos, en el medio ambiente y en la gestión de
los recursos humanos. El presente trabajo muestra
los principales impactos a partir de la
implementación de la PML por la reducción de los
consumos de energía en 8116 MWh; reducción de las
emisiones al aire en 2142 t de CO2; reducción del
consumo de agua en 401204 m3 y la reducción de la
carga contaminante en 3925 t de DQO lo que
representa desde el punto de vista económico un
ahorro de 6 488 492 CUC. El trabajo sistemático en
el manejo de los portadores energéticos ha permitido
declarar todas las salas de calderas eficientes en
todas las industrias procesadoras de cítricos y tres
frigoríficos EFICIENTES y la elaboración del fondo
de innovaciones creado en formato digital para
organizar, describir y que estén disponibles las
innovaciones hechas por cada industria . Desde el
punto de vista social 430 personas han recibido el
módulo completo de PML y existen en el sector 8
expertos nacionales de PML y dos de ellos con
reconocimiento por la ONUDI y 6 diplomados en la
temática. El efecto multiplicador de esta estrategia
ha permitido que sectores como Fruticultura,
Forestales, Ganadería, Porcino, Café, Avícola,
Apícola, Arroz, Cultivo Varios, Riego y Dreanaje y
Mecanización Agrícola se integren a esta estrategia
preventiva de contaminación ambiental. |
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Introducción
La energía es la base de la civilización industrial; sin
ella, la vida moderna dejaría de existir. Los recursos energéticos son un
conjunto de medios con los que los países del mundo intentan cubrir sus
necesidades de energía para asegurar su calidad de vida y por supuesto requiere
enfrentarse con criterios de racionalidad y eficiencia para evitar el
agotamiento de las fuentes no renovables de energía.
Una de las prioridades de la política energética de la mayoría de las naciones
del mundo, es lograr el máximo de eficiencia en el consumo de energía ya que
esta acción alivia en buena medida las presiones y los riesgos tanto de tipo
económico como ecológicos.
A largo plazo es posible que las prácticas de conservación de energía
proporcionen el tiempo suficiente para explorar nuevas posibilidades
tecnológicas, mientras tanto el mundo seguirá siendo vulnerable a trastornos en
el suministro de petróleo debido, entre otras razones, al elevado crecimiento
global de la economía y la población mundial; la vida limitada de las fuentes
convencionales de energía; los precios exorbitantes, volatilidad e incertidumbre
en el mercado internacional de los combustibles fósiles; los impactos
ambientales globales que provoca la explotación de los combustibles fósiles como
el efecto invernadero y el calentamiento global de la atmósfera; las tensiones
entre las naciones debido al acceso limitado a los combustibles fósiles
convencionales y las potencialidades reales para la explotación de las energías
renovables, entre otras.
La PML ha tenido un gran reconocimiento por ser un enfoque económico más
efectivo para minimizar el impacto ambiental de la industrialización e involucra
también aspectos relativos al manejo eficiente de los recursos energéticos antes
de que abandonen los procesos y solo es viable, si se dispone de la capacidad de
asumirla y ajustarla a las condiciones locales bajo las limitaciones
tecnológicas y económicas actuales.
En la PML, la energía que se consume no es una constante invariable y esta
estrategia nos permite elaborar medidas diseñadas para incrementar la eficiencia
de su uso durante los diferentes elementos de la generación de energía y vapor
para crear productos y servicios en las empresas con un mínimo de energía
consumida.
El objetivo general de este trabajo es presentar las opciones más comunes
implementadas para un adecuado manejo energético, las innovaciones más
importantes y las alternativas más factibles para lograr un mejor desempeño en
la Gestión Empresarial lo cual permite reducir los costos de producción, ser más
eficientes y lograr la sostenibilidad ambiental del procesamiento industrial del
sector frutícola.
Desarrollo del trabajo
Para el cumplimiento del objetivo propuesto se realizó una evaluación energética
de PML en las 5 plantas procesadoras de cítricos del país ubicadas en Ceballos,
Jaguey Grande, Pinar del Río, Contramaestre e Isla de la Juventud para conocer
los principales consumos energéticos, las principales pérdidas, analizar la
posible reutilización de corrientes con contenido energético, la posibilidad de
reducción de emisiones a la atmósfera por el uso eficiente de los combustibles
fósiles con el objetivo de reducir los costos industriales y los impactos
ambientales.
Se estableció una política ambiental sobre la base de la ISO 14000 y su
vinculación con la PML y se definieron los objetivos y metas para el uso
eficiente de los recursos energéticos.
Para la realización de este trabajo se trabajó en las áreas típicas para la
implementación de la PML como son los sistemas eléctricos enfocados básicamente
a las áreas de refrigeración e iluminación; sistemas de generación de vapor;
recuperación de calor; transporte y el uso de las fuentes de energía renovables.
Entre las opciones de PML identificadas se encontraban medidas de Buenas
prácticas de Producción, organización, reuso de las corrientes con contenido
energético y cambio de tecnología. Como estrategia se priorizaron por el
potencial económico y ambiental que representaban y se elaboró un plan de acción
para ser chequeado periódicamente por el equipo de PML y la Dirección de la
industria.
Se realizó un análisis estadístico de los principales consumos durante las
campañas 2004, 2005 y 2006 para calcular los indicadores y la reducción de
costos antes y después de la implementación de medidas de PML.
A partir de la metodología aportada por la ONUDI se calculó el potencial de
ahorro de las medidas implementadas así como la reducción de las emisiones de
CO2 y otros gases contaminante como el NOx, CO, SOx, que se generaban por el uso
inadecuado de los combustibles fósiles y son los principales causantes de los
impactos ambientales globales como las lluvias ácidas, el efecto invernadero, y
el calentamiento global.
Resultado y discusión
Los resultados se presentarán por áreas típicas para el
manejo de los recursos energéticos y se hará un resumen de los impactos
económicos y ambientales de las principales opciones implementadas en el
sector del procesamiento industrial del cítrico.
Sistemas Eléctricos
El rubro energético más costoso es la
electricidad donde la generación y distribución de la energía eléctrica
requieren de una gran inversión y considerables gastos de operación. En las
industrias procesadoras de frutas cítricas y tropicales existen importantes
consumidores de energía eléctrica como son los motores, los extractores,
frigorífico y la iluminación.
Entre las opciones de PML generales implementadas se encuentran:
- Ajustes al Programa de Ahorro Energético Nacional por las industrias para
que no coincida con la hora pico y no afectar la capacidad generadora
nacional.
- Mantener funcionando solo los equipos necesarios y evitar el
funcionamiento de las máquinas cuando no se produce.
- Transferir la operación de las unidades altamente consumidoras a horarios
de menor demanda eléctrica nacional.
- Elaborar y establecer el plan de contingencia energética.
- Poner a funcionar los equipos de forma progresiva para evitar picos
eléctricos.
- Seccionar por áreas el control del consumo de la energía eléctrica.
- Comprar metros contadores para medir y controlar el consumo de energía
eléctrica por áreas individuales.
- El aprovechamiento eficiente de las instalaciones de forma tal de
explotarla al máximo en menos tiempo, reducir los consumos de todos los
equipos sin dejar de producir y sin necesidad de invertir lográndose los
siguientes resultados durante una campaña en las industrias.
- Cambio de Arranque directo de Motores por Variadores de Velocidad y
arrancadores suaves.
- Instalación de controlador automático de Factor de Potencia.
- Reducir el consumo energético de la planta de tratamiento con paralización
temporal de un aireador por reducción de la concentración de la carga
contaminante.
- Aprovechamiento eficiente de las instalaciones por la reorganización de la
cosecha de Mango y control eficiente de la calidad en la recepción del mismo.
- Estimular a las empresas que trabajen con factor de potencia de los
motores por encima de 0.96 por la Empresa Eléctrica. Por esta medida se han
obtenido 19262 CUC por bonificación en dos de nuestras empresas.
Frigorífico
En las industrias el área de mayor
consumo es el Frigorífico los cuales se utilizan para la
conservación de productos. Entre las medidas para el
ahorro energético que se han implementado se encuentran:
- Aplicar mantenimiento preventivo y sistemático a los
dispositivos de enfriamiento
- Eliminación de fuentes adicionales de calor a la
cámara frigorífica como focos incandescentes,
infiltración de aire, etc.
• Posibilidad de desconexión de cámaras balanceadas con
el incremento de la capacidad de otras.
• Uso de antecámaras acondicionadas para reducir la
entrada del calor y la humedad exterior.
Entre las opciones de PML que se han estado implementado
según las situaciones encontradas con la colaboración e
innovaciones de los técnicos vinculados a la producción,
podemos citar:
- Eliminación de pérdidas en el frigorífico. Para esto,
se repararon las puertas, y se colocaron cortinas de
aire o hawaiana. Se mejoró la disciplina con una mejor
organización, evitando las puertas abiertas y colocando
el cierre automáticamente desde los montacargas o
pulsadas manualmente.
- Ajuste de la temperatura requerida en la cámara de
enfriamiento. (Elevar la temperatura de -20ºC a -17ºC).
Elevar la temperatura no deterioró los parámetros de
calidad de los productos y se logró un ahorro sustancial
del consumo de la energía eléctrica. Los resultados de
esta medida se pueden observar en la siguiente tabla.
- Automatización del frigorífico. En este caso las
bombas de agua y las torres de enfriamiento trabajan de
forme automática en dependencia de la temperatura del
agua que antes era difícil de hacer por tener válvulas
manuales y los motores conectados directamente. Además
se automatizó el sistema de cierre automático de las
puertas, luces y funcionamiento de los ventiladores de
los difusores.
- Instalación de una línea de envasado aséptico para
eliminar el uso excesivo de los frigoríficos para
conservar los productos. Esta inversión se recuperó en
menos de un año.
- Sustituir los gases no ecológicos por ecológicos y
evaluar el reciclaje y recuperación de no ecológicos
para evitar su liberación al medio ambiente.
- Sustitución de las torres de enfriamiento por un
condensador evaporativo.
- Sustitución de las centralinas del frigorífico y
centrífugas por autómatas MASTER K-120, por un costo de
3699.00 USD, lo que reportó un beneficio económico de
35800.00 USD además de tener un mejor control del
funcionamiento en general del frigorífico.
- La paralización del frigorífico durante el pico
eléctrico permitió reducir el consumo en 60 MWh con un
ahorro en los costos de 3900.00 CUC
Iluminación
En la actualidad existen
tecnologías suficientemente probadas que permiten disminuir el consumo de la
energía eléctrica en la iluminación de forma significativa y con una
rentabilidad lo suficientemente atractiva para invertir en ellas producto
del análisis efectuado en instalaciones industriales y cuyas características
fotométricas, cromáticas, consumo energético, economía de instalación y
mantenimiento se adapten mejor a las necesidades y características de cada
instalación. Entre las opciones de PML implementadas en esta área se
encuentran:
- Comprobación de niveles de iluminación existentes respecto a las
normativas.
- Uso de lámparas de bajo consumo.
- Separación de circuitos de iluminación.
- Eliminación de luces mercuriales por lámparas fluorescentes.
- Desconexión completa de lámparas o focos fundidos o quemados.
- Mantener en buen estado la pintura de la luminaria (caja soporte de las
lámparas).
- Pintar paredes, techos, y columnas de colores claros.
- Disminución de la altura de las lámparas.
- Instalar sistemas automáticos de desconexión de circuitos (apagador de
tiempo).
- Sustitución parcial de tejas cubiertas por fibrocemento por tejas
traslúcidas para aprovechar la luz solar durante 9 horas en el área de
producción.
Sistemas de generación de
vapor Es importante prestarle atención a los
sistemas de generación de vapor pues en los procesos de secado, concentración se
requiere el uso de portadores energéticos para alimentar las calderas, como el
fuel oil que es un combustible no renovable.
Entre las opciones de PML para esta área se implementaron:
- Aplicar un mantenimiento sistemático de la tecnología instalada pues un
espesor de 1 mm de incrustaciones de un material extraño en la superficie de
intercambio térmico aumenta el consumo de energía en aproximadamente un 5%.
- Mantener la caldera trabajando con una eficiencia superior al 90% como
resultado de un mantenimiento sistemático en quemadores, regulación de aire y
otros aspectos operacionales.
- No trabajar con presiones superiores a las que se requieren en los
consumidores (el concentrador, evaporador u otro equipo que requiera este
vapor).
- Mantener automatizada el área de la caldera.
- Mantener en los evaporadores un control de las válvulas para que una
significativa cantidad de vapor no salgan del sistema.
- Garantizar medios de protección adecuados a los trabajadores.
- Reducción del exceso de aire para la combustión en la caldera.
- Eliminar fugas de vapor.
- Cambiar trampas de vapor
- Eliminar salideros de vapor en el proceso de pasterización de jugo Simple.
- El uso de residuales combustibles, mezclado en la caldera con el fuel oil en
una cantidad de 107.32 ML permitió un ahorro económico de 20817.00 CUC.
Recuperación de calor
- Empleo del agua del concentrado vegetal en el proceso tecnológico.
- Sustitución parcial del agua suave por el agua del primer efecto del
concentrador en la alimentación de la caldera.
- Recuperación del condensado: Considerando un volumen de agua recuperada del
evaporador: 3840 m3/ campaña la temperatura del agua de: 70ºC
- Instalar un separador de trazas para recuperar el condensado del primer efecto.
Aislamiento
- Mantener aisladas las tuberías que conducen
refrigerantes.
- Aislamiento de tuberías de agua caliente.
- Aislamiento de tuberías en las Calderas.
Transporte
El transporte es uno de los mayores consumidores de portadores energéticos en
muchos países y en el futuro, se espera que este sector desarrolle el mayor
crecimiento, lo cual hace que sea uno de los sectores más significativos en
cuanto a política energética.
- Remotorizar los vehículos para alcanzar mayor eficiencia de conversión de
combustible.
- Mantenimiento periódico de los vehículos que garanticen un buen estado técnico
de los mismos.
- Promover el uso de vehículos más ecológicos como las bicicletas.
- Cambiar el parque de vehículo por otros más eficientes.
- Control del combustible en los puntos de suministro.
- Establecer conceptos de logística, rutas para el transporte.
- El costo del transporte del personal hacia el trabajo y su retorno nos permite
crear también incentivos para el uso de la bicicleta.
- Reorganización de la transportación.
- Control de tiempo de trabajo y cálculo de índices de consumo de los
montacargas.
- Reordenamiento de la transportación del personal durante la campaña.
Uso de la energía renovable
Producción de biogás a partir de los residuales líquidos y
sólidos.
Para la sustitución de los portadores energéticos convencionales los residuales
líquidos y sólidos del procesamiento de cítricos constituyen un potencial para
el empleo de fuentes de energías renovables por su biodegradación anaerobia con
la producción de biogás en rendimientos entre 0,21 hasta 0,35 m3/Kg de DQO rem y
una concentración de metano de 65% a partir de estudios realizados por el
Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical a nivel de banco.
Uso de la energía solar para la deshidratación de las frutas tropicales.
El estudio para aprovechar la pulpa de rechazo de las producciones con mango y
guayaba permitió elaborar dos productos como el “cuero de mango y guayaba”,
aprovechando la energía solar. Esta opción permitirá diversificar las
producciones, reducir los costos de producción y se estudia la opción de
aprovechar la infraestructura existente para aprovechar los residuos de la
poscosecha de los frutales tropicales.
Capacitación y entrenamiento del personal.
A partir de la introducción de las PML en el Sistema de Gestión Empresarial en
todo el sistema industrial del cítrico ha sido necesario el desarrollo de
programas de entrenamiento, de capacitación y adiestramiento del personal que se
identifique con esta actividad. Hasta la fecha más de 200 técnicos del sector
han recibido cursos.
Pero la Producción Más Limpia ha permitido el desarrollo de un movimiento de
innovación y desarrollo en las empresas industriales con la consecuente
motivación para el trabajador que se refleja en su preocupación y trabajo diario
para el ahorro de los recursos desarrollando la iniciativa “Bolsa de
innovaciones” con la actualización permanente para multiplicar las experiencias
exitosas para el manejo adecuado de los recursos energéticos.
La preparación de técnicos para
la divulgación de los resultados en eventos nacionales e internacionales de las
propias empresas ha permitido elevar el nivel cultural y la vinculación de la
ciencia con la técnica. Es importante señalar también el otorgamiento de dos
premios relevantes a nivel provincial y Nacional en el XV Forum de Ciencia y
Técnica a trabajos del sector industrial citrícola lo que demuestra la
generación de una producción científica importante y el aporte económico a
nuestra sociedad.
La PML en la Gestión Social de
la empresa.
La PML también ha posibilitado
una mejora potencial desde el punto de vista social de la empresa. El aumento de
la productividad mejora la estimulación del trabajador al estar directamente
vinculado a la producción. Por otro lado la organización y las medidas para
mejorar las condiciones de trabajo han permitido disminuir el nivel de riesgo de
accidentes y disponer de medios de protección.
Adicionalmente tienen
contemplados en su banco de problema de Forum y en el plan de capacitación
tareas referentes para mejorar sus condiciones de trabajos y su superación
técnica.
Conclusiones
A partir del trabajo desarrollado en las empresas
industriales de cítricos del país podemos arribar a las
siguientes conclusiones:
1. La introducción de la estrategia de PML en la Gestión
Empresarial de las plantas procesadoras de cítricos del
país ha permitido un adecuado manejo de los portadores
energéticos y el consumo sustentable de los combustibles
fósiles al brindar la posibilidad metodológica de
reducir los costos de producción y elevar la eficiencia
económica.
2. Se ha logrado la reducción del consumo de la energía
eléctrica en 5 200 MWh por las opciones implementadas
con un efecto económico de 1 099 409,18 CUC para un
período promedio de las inversiones de 0.2 años
3. Se redujo el consumo de fuel oil en 125319 L con un
efecto económico de 25323,7 CUC para un período de
recuperación de la inversión en 0.82 años.
4. Se redujo el consumo de diesel en 60647 L con un
efecto económico de 27580 CUC para un período de
recuperación de 0,5 años.
5. Desde el punto de vista ambiental el adecuado manejo
de los portadores energéticos ha contribuido a la
reducción de impactos ambientales globales como lluvias
ácidas con la reducción de 24 t de emisiones de NOx; los
gases dañinos en 1.65 t de emisiones de CO; el efecto
invernadero en 5641 t de emisiones de CO2 y 1,7 t de
emisiones de SOx.
6. Gracias a las soluciones integradas que brinda la PML
se han logrado ahorros por el orden de los 174446,67 CUC
por disminuir los consumos del agua y elevar la
eficiencia industrial.
7. Quedó demostrado que con la aplicación eficiente de
la estrategia de PML la empresa se siente en condiciones
de poder disponer de una salas de calderas y
frigoríficos eficiente y disponer de un plan que le
garantiza la mejora continua.
8. El estudio de la incorporación de la energía
renovable en sustitución de la energía eléctrica permite
la diversificación de la producción de forma sostenible.
Recomendaciones
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Abstract
The Cleaner
Production (CP) is a strategy in the Enterprise
Management System to guarantee the sustainable
development of the citric fruits and the tropical fruits
industrialization. The present work shows the results of
the CP options implementation in the electric systems
focused basically to the refrigeration and illuminations;
steam generation systems; heat recovery; transportation
and the renewable energy sources allowing a saving of 5
260 MWh / year; 232619 l / year of fuel oil; 60647 l /
year of diesel with an economic effect of 1 188 112 CUC.
Simultaneously, reached other savings due to the CP
integrated solutions for diminishing the consumptions of
the water and to elevate the industrial efficiency
approximately in 174 446 CUC. From the environmental
point of view the efficient use of the energy resources
reduced the emissions in 5641 t of CO2; 24 t of NOx;
1.65 t of CO; 1,7 t of SOx to the atmosphere
contributing to reduce the environmental global impacts.
This strategy has allowed to elevate the cultural level
for the participation of technicians and management
personnel trough seminars, workshops and events as well
as the exchange of experiences and know how between the
industries and the reduction of risks. It is recommended
to apply this strategy to other industrial prioritized
sectors of the country for the benefits that it reports
their implementation for the sustainable development of
the society. |
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Bibliografía
1. Base de cálculo. Grupo
inspección estatal energética de Cienfuegos. 2003.
2. FIDE, elemento básico de un diagnóstico energético
orientado a la aplicación de un programa de ahorro de
Energía. 2000.
3. Kimball, J. Citrus processing. 1990
4. Ministerio de Economía y Planificación, Inspección
Estatal Energética. Manual de cálculo rápido para la
Industria Azucarera. Versión digital. Páginas 54-55. 1997.
5. Manual de Producción Más Limpia, ONUDI.
6. Crocker S, Walter J.H, “Piping handbook”. McGraw-Hill
Book Company.1939.
7. Curso de PML de la Universidad Guelph de Canadá. CUJAE.
Cuba. 2003. Evaluación en planta del Centro mexicano para la
PML que hace referencia a las ecuaciones tomadas de los
anexos de la metodología para sistemas industriales de
generación y distribución de vapor. Conae. 1999. |
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