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SISTEMA INTELIGENTE PARA EL AHORRO ENERGÉTICO EN
LA INDUSTRIA DEL FRÍO.
INTELIGENT SYSTEM ABOUT SERVER ENERGY TO COLDSTORAGE.
Jaime F. Alvarido Machado
Enero 2008
RESÚMEN:

D

emostración económica teórico- práctica del ahorro energético que puede lograrse mediante el
empleo de sistemas inteligentes (autómatas programables, PLCs dedicados) en la Industria del
Frío.
Palabras claves: Ahorro, economía, autómatas, refrigeración.
SUMMARY:
The present job is an technique-economic demonstration about how the use automatic system can to server
for to economize electric power and others energies at the cold-storage plant.
Key words: automatic, economy, electric power, frigorific power.
El trabajo tiene como antecedente la necesidad
de conocer la transformación de cada centavo
invertido, en eficiencia y calidad; así como el
conocer por parte de la Dirección Empresarial el
tiempo de recuperación de la inversión, su
traducción en ahorros y beneficios y, las
posibilidades reales de su expansión a toda la
Red Frigorífica.
Por tal razón se licitaron tres ofertas y la
seleccionada fue aquella que necesariamente
reuniera los requisitos técnicos para satisfacer
todas las expectativas esperadas como
versatilidad, confiabilidad, calidad, terminación
o acabado, adaptabilidad, requisitos de
instalación, tropicalización, piezas de repuesto,
documentación técnica y que cumpliera con las
Normas vigentes; luego se analizó precio,
facilidades de pago, garantía, tiempo de vida útil,
aseguramiento y precio de los repuestos, servicio
post-venta y adiestramiento. El Sistema aceptado
fue el Telewin de la firma italiana PEGO. srl
utilizándose en un frigorífico de once cámaras y
dos temperaturas.

INTRODUCCIÓN:
[1] Los niveles anuales que se requieren exportar
en cualquier frigorífico para su explotación y
mantenimiento son elevados, por tal razón, la
necesidad de encontrar vías encaminadas a elevar
la eficiencia, calidad y garantía de los servicios
en la Industria del Frío, por la importancia que
esta reviste para el mejor y más rápido desarrollo
de la economía de cualquier país y, por lo que
significa para la Cadena Alimentaria, es que
dentro de los planes de desarrollo de cualquier
red frigorífica se debe tener presente marchar
hacia un Sistema para el Control y Supervisión
Inteligente de la temperatura, humedad relativa y
descongelación automática de las cámaras
frigoríficas, así como el control de los
parámetros termodinámicos del resto de los
sistemas como los de enfriamiento y bombeo de
amoníaco, etcétera, que sustituya los métodos
analógicos empleados hoy.
Con el avance actual de la electrónica, en los
países desarrollados y en vías de desarrollo,
como Cuba, se le presta gran atención a la
aplicación de ésta disciplina en todas las ramas
de la industria, donde el problema de establecer
relaciones técnico-económicas ventajosas entre
el costo y la calidad de los servicios prestados,
adquiere un significado primordial.

DESARROLLO:
[2] El análisis Económico utilizado fue el
llamado “De Descuento” que involucra distintos
parámetros tanto técnicos como económicos, con
el objeto de poder aplicar alguno de los criterios
existentes para la aceptación o no de una

1
inversión, en éste trabajo se escogieron los
criterios del Valor Actualizado Neto (VAN) y el
de la Tasa de Rendimiento Interno (TIR), dentro
de los muchos criterios existentes, también se
tuvo en cuenta el criterio de algunos autores
quienes plantean como criterio de aceptación que
el tiempo de recuperación de toda inversión debe
ser un tercio del tiempo de la vida útil de la
misma.
Se considerará la amortización por cuanto toda
inversión es un activo fijo que se recupera a
través de ella, siendo una fuente de
financiamiento interna.
[3] El análisis se lleva a cabo mediante la
comparación
económica entre el Sistema
empleado y el que se aplicará, partiendo de un
primer año al que se le llamará año cero.
Se tendrá presente el valor del dinero en el
tiempo por lo que se empleará un coeficiente o
factor de descuento ajustado por cuanto
involucra la tasa de descuento y también la tasa
de riesgo (obtenida por criterio de expertos)
además de los datos siguientes:
Número de cámaras, tamaño y temperatura
empleada; tarifa eléctrica; cantidad, tipo y
potencia de las luminarias y tiempo en que éstas
están encendidas; número de personas que entran
a la cámara y tiempo de permanencia en ella;
tipo de operaciones y tiempo en que se realizan;
tamaño y tiempo de la puerta abierta al entrar o
salir de la cámara; cantidad, tipo y precio de los
equipos que se sustituyen; diferencia entre los
costos entre ambos sistemas de los equipos por la
verificación,
mantenimiento,
reparación,
instalación, transportación, adiestramiento, etc;
diferencias entre los precios de ambos sistemas;
precio de los equipos e insumos que ya no se
emplearán en lo adelante; tasa de interés; tasa de
riesgo; tasa de inflación; impuesto sobre la
utilidades; tasa de cambio; tiempo de vida útil
del nuevo Sistema.
Sobre la base de los datos anteriores se calcula el
factor de descuento ajustado (Fd°) por el cual se
multiplicará el flujo de efectivo para hallar el
flujo de efectivo descontado (Fdes); la sumatoria,
año tras año, de éste flujo de efectivo menos la
inversión inicial, más el valor residual
actualizado del último año de la inversión, da el
Valor Actualizado Neto (VAN), VAN = −I +
ΣFdes° + Vr°, a partir de este valor se calcula la
Tasa de Rendimiento Interno (TIR). Obviamente,
si el valor de el VAN es positivo y el valor de la
TIR es un número mayor que la tasa de
descuento prevaleciente en el mercado de
capitales, el proyecto se acepta.

No es objetivo del presente artículo desarrollar
una clase de economía no obstante, es bueno
señalar que sobre la base del Método de
Descuento se desprende un análisis de flujo de
efectivo, para lo cual se emplean técnicas
llamadas “diferenciales” que se fundamentan en
la diferencia existente entre los distintos gastos
de ambos Sistemas año tras año, así como que el
desembolso inicial también es la diferencia entre
ellos.
Para el cálculo de la energía eléctrica (Q e′ ) año
tras año, es necesario tener en cuenta el costo de
la energía eléctrica según tarifa (Cel) y los precios
inflacionarios del petróleo en por ciento
(Infl/100) elevado al año en curso (n), además,
éste valor se multiplica por la suma del ahorro
de energía eléctrica por concepto del motor
eléctrico del compresor y del ahorro generado
por la racionalización del alumbrado interior de
las cámaras (NE) y (EL) respectivamente Qe′ = Cel
(1+ Infl/100) ∧ n * NET.
La amortización (A) se calcula de forma lineal y
viene dada como la diferencia entre los precios
de ambos sistemas (Ce) dividido por el tiempo de
vida útil (T), por tanto A= Ce/T
Se calculan las utilidades antes de los impuestos
(Cai) o la magnitud del ahorro neto como C ai =
QT –A ,donde QT es el ahorro total dentro del
cual están involucrados los ahorros por energía
eléctrica Qe′; por el precio de los insumos
dejados de utilizar Qc″; los ahorros por la
diferencia entre los distintos gastos de los dos
sistemas Qv″′; el ahorro por el precio de los
equipos que se recuperan Qeq; y la diferencia
entre los precios de los dos sistemas Ce.
El cálculo del Ahorro Neto (A n) después de los
impuestos se calcula como: A n = Cai – (IG/100) *
Cai . donde IG son los impuestos sobre las
ganancias en por ciento.
Anteriormente se había restado la amortización
(A) para calcular las utilidades antes de los
impuestos (Cai), pero ahora se le suma al ahorro
neto (An ) para calcular el flujo de efectivo no
descontado (Fnd) que al multiplicarse por el
factor de descuento (Fd° ) ajustado se halla el flujo
de efectivo descontado (Fdes) y multiplicado por
el año que transcurre (n). A partir del flujo de
efectivo actualizado puede calcularse el VAN y
por último la TIR.
Dentro del cálculo de QT se encuentra el valor de
Qe′ para lo cual es necesario realizar cálculos
mecánicos puesto se encuentra el valor de NET y
dentro del mismo se halla el valor NE que es
igual a 1,15 Ne; para el cálculo de este parámetro
Ne se necesita calcular:

2
-La potencia frigorífica del compresor
Qo = K ΣQc / b donde K y b son coeficientes de
ganancia de calor en tuberías y aparatos
respectivamente; ΣQc es la sumatoria de las
cargas térmicas que actúan sobre el compresor
que para éste caso serán tres, ganancia de calor
por la presencia del hombre dentro de cámara;
ganancia de calor por la iluminación; y ganancia
de calor por puerta abierta.
-El efecto frigorífico:
qo = C – L donde C y L son las entalpías de
entrada y salida del evaporador.
-El flujo másico:
M = Qo / qo
-La potencia teórica del compresor:
Nt = M * (D - E) donde D y E son las entalpías
en la descarga y succión del compresor
respectivamente.
-La potencia real del compresor:
Ni = Nt / ηi donde ηi es el coeficiente del
rendimiento real del compresor.
-Por último, se calcula la potencia efectiva en el
eje del compresor:
Ne = (Ni / ηm) / 860 donde ηm es el coeficiente
de rendimiento mecánico del compresor.

para la conservación requerida evitando
puedan surgir microorganismos o deterioros
por exceso de frío.
8. No ha existido hasta el presente reclamación
alguna por parte de los usuarios.
9. Se humaniza notablemente el trabajo del
hombre y su protección física.
10. No presenta ningún tipo de afectación al
Medio ambiente y coadyuva en su beneficio
por cuanto previene los escapes de
refrigerante y aguas negras.
Por todo lo anterior se recomienda la
implementación de sistemas automáticos
mediante el empleo de autómatas programables
dedicados a la industria del frío, por lo
económico que resultan, por su fácil
operatibilidad, robustez y versatilidad..
BIBLIOGRAFIA:
1.
2.

CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES:
1.

2.
3.
4.

5.
6.
7.

3.

[4] De acuerdo con los resultados obtenidos
mediante las hojas electrónicas de Excel, el
VAN originó un valor positivo de 33942 y la
TIR, un número igual a 1,77 por tal razón ,
el proyecto se aceptó.
Los beneficios para el primer año de vida
son de $ 6739.00 y de $ 33942.00 para el
quinto y último año de vida de la inversión.
La inversión se recupera desde el primer
año.
El ahorro de energía eléctrica es el 15% del
ahorro total para $5107.00, lo que implica
que con solo ese ahorro se cubren los gastos
de la inversión restando $ 1714.00
Queda demostrado que la automatización
representa una forma más de ahorro también
en la industria del Frío.
Con este tipo de tecnología se obtienen
regímenes
para
la
descongelación
automática dentro de tiempos exactos.
Se incrementa la calidad y eficiencia en el
almacenamiento en frío ya que el control de
la temperatura se logra dentro de rangos casi
exactos propiciando un equilibrio adecuado
entre temperatura y humedad relativa de tal
forma que se obtiene una atmósfera normal

4.

Alvarido Jaime: Tesis de Diplomado
“Análisis de una inversión para el ahorro en
la Industria del Frío”. Año 2000
Alvarido Jaime: “Importancia económica de
la automatización para el ahorro” 1ra
Mención en el XIV Forum Nacional de
Ciencia y Técnica del Comercio Interior.
Año 2002.
Universidad de Cienfuegos: Post-grado
“Gestión total Eficiente de Energía” año
1998.
Centro de Estudios de Economía y
Planificación : Post-grado. “ Evaluación de
Proyectos de Inversión” año 1999.

DATOS DEL AUTOR:

Jaime Felipe Alvarido Machado,
Ingeniero Electricista, Diplomado en
Economía.
Director UEB Redes, Ministerio de la
Agricultura, Conill y Boyeros, Ciudad de
La Habana , Cuba.
Telfs. part. : 768-2930 y 797-4752 Telf.
Trab. 884-5490 y 884-5792
E-mail: alvarido@eicma.cu

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  • 1. SISTEMA INTELIGENTE PARA EL AHORRO ENERGÉTICO EN LA INDUSTRIA DEL FRÍO. INTELIGENT SYSTEM ABOUT SERVER ENERGY TO COLDSTORAGE. Jaime F. Alvarido Machado Enero 2008 RESÚMEN: D emostración económica teórico- práctica del ahorro energético que puede lograrse mediante el empleo de sistemas inteligentes (autómatas programables, PLCs dedicados) en la Industria del Frío. Palabras claves: Ahorro, economía, autómatas, refrigeración. SUMMARY: The present job is an technique-economic demonstration about how the use automatic system can to server for to economize electric power and others energies at the cold-storage plant. Key words: automatic, economy, electric power, frigorific power. El trabajo tiene como antecedente la necesidad de conocer la transformación de cada centavo invertido, en eficiencia y calidad; así como el conocer por parte de la Dirección Empresarial el tiempo de recuperación de la inversión, su traducción en ahorros y beneficios y, las posibilidades reales de su expansión a toda la Red Frigorífica. Por tal razón se licitaron tres ofertas y la seleccionada fue aquella que necesariamente reuniera los requisitos técnicos para satisfacer todas las expectativas esperadas como versatilidad, confiabilidad, calidad, terminación o acabado, adaptabilidad, requisitos de instalación, tropicalización, piezas de repuesto, documentación técnica y que cumpliera con las Normas vigentes; luego se analizó precio, facilidades de pago, garantía, tiempo de vida útil, aseguramiento y precio de los repuestos, servicio post-venta y adiestramiento. El Sistema aceptado fue el Telewin de la firma italiana PEGO. srl utilizándose en un frigorífico de once cámaras y dos temperaturas. INTRODUCCIÓN: [1] Los niveles anuales que se requieren exportar en cualquier frigorífico para su explotación y mantenimiento son elevados, por tal razón, la necesidad de encontrar vías encaminadas a elevar la eficiencia, calidad y garantía de los servicios en la Industria del Frío, por la importancia que esta reviste para el mejor y más rápido desarrollo de la economía de cualquier país y, por lo que significa para la Cadena Alimentaria, es que dentro de los planes de desarrollo de cualquier red frigorífica se debe tener presente marchar hacia un Sistema para el Control y Supervisión Inteligente de la temperatura, humedad relativa y descongelación automática de las cámaras frigoríficas, así como el control de los parámetros termodinámicos del resto de los sistemas como los de enfriamiento y bombeo de amoníaco, etcétera, que sustituya los métodos analógicos empleados hoy. Con el avance actual de la electrónica, en los países desarrollados y en vías de desarrollo, como Cuba, se le presta gran atención a la aplicación de ésta disciplina en todas las ramas de la industria, donde el problema de establecer relaciones técnico-económicas ventajosas entre el costo y la calidad de los servicios prestados, adquiere un significado primordial. DESARROLLO: [2] El análisis Económico utilizado fue el llamado “De Descuento” que involucra distintos parámetros tanto técnicos como económicos, con el objeto de poder aplicar alguno de los criterios existentes para la aceptación o no de una 1
  • 2. inversión, en éste trabajo se escogieron los criterios del Valor Actualizado Neto (VAN) y el de la Tasa de Rendimiento Interno (TIR), dentro de los muchos criterios existentes, también se tuvo en cuenta el criterio de algunos autores quienes plantean como criterio de aceptación que el tiempo de recuperación de toda inversión debe ser un tercio del tiempo de la vida útil de la misma. Se considerará la amortización por cuanto toda inversión es un activo fijo que se recupera a través de ella, siendo una fuente de financiamiento interna. [3] El análisis se lleva a cabo mediante la comparación económica entre el Sistema empleado y el que se aplicará, partiendo de un primer año al que se le llamará año cero. Se tendrá presente el valor del dinero en el tiempo por lo que se empleará un coeficiente o factor de descuento ajustado por cuanto involucra la tasa de descuento y también la tasa de riesgo (obtenida por criterio de expertos) además de los datos siguientes: Número de cámaras, tamaño y temperatura empleada; tarifa eléctrica; cantidad, tipo y potencia de las luminarias y tiempo en que éstas están encendidas; número de personas que entran a la cámara y tiempo de permanencia en ella; tipo de operaciones y tiempo en que se realizan; tamaño y tiempo de la puerta abierta al entrar o salir de la cámara; cantidad, tipo y precio de los equipos que se sustituyen; diferencia entre los costos entre ambos sistemas de los equipos por la verificación, mantenimiento, reparación, instalación, transportación, adiestramiento, etc; diferencias entre los precios de ambos sistemas; precio de los equipos e insumos que ya no se emplearán en lo adelante; tasa de interés; tasa de riesgo; tasa de inflación; impuesto sobre la utilidades; tasa de cambio; tiempo de vida útil del nuevo Sistema. Sobre la base de los datos anteriores se calcula el factor de descuento ajustado (Fd°) por el cual se multiplicará el flujo de efectivo para hallar el flujo de efectivo descontado (Fdes); la sumatoria, año tras año, de éste flujo de efectivo menos la inversión inicial, más el valor residual actualizado del último año de la inversión, da el Valor Actualizado Neto (VAN), VAN = −I + ΣFdes° + Vr°, a partir de este valor se calcula la Tasa de Rendimiento Interno (TIR). Obviamente, si el valor de el VAN es positivo y el valor de la TIR es un número mayor que la tasa de descuento prevaleciente en el mercado de capitales, el proyecto se acepta. No es objetivo del presente artículo desarrollar una clase de economía no obstante, es bueno señalar que sobre la base del Método de Descuento se desprende un análisis de flujo de efectivo, para lo cual se emplean técnicas llamadas “diferenciales” que se fundamentan en la diferencia existente entre los distintos gastos de ambos Sistemas año tras año, así como que el desembolso inicial también es la diferencia entre ellos. Para el cálculo de la energía eléctrica (Q e′ ) año tras año, es necesario tener en cuenta el costo de la energía eléctrica según tarifa (Cel) y los precios inflacionarios del petróleo en por ciento (Infl/100) elevado al año en curso (n), además, éste valor se multiplica por la suma del ahorro de energía eléctrica por concepto del motor eléctrico del compresor y del ahorro generado por la racionalización del alumbrado interior de las cámaras (NE) y (EL) respectivamente Qe′ = Cel (1+ Infl/100) ∧ n * NET. La amortización (A) se calcula de forma lineal y viene dada como la diferencia entre los precios de ambos sistemas (Ce) dividido por el tiempo de vida útil (T), por tanto A= Ce/T Se calculan las utilidades antes de los impuestos (Cai) o la magnitud del ahorro neto como C ai = QT –A ,donde QT es el ahorro total dentro del cual están involucrados los ahorros por energía eléctrica Qe′; por el precio de los insumos dejados de utilizar Qc″; los ahorros por la diferencia entre los distintos gastos de los dos sistemas Qv″′; el ahorro por el precio de los equipos que se recuperan Qeq; y la diferencia entre los precios de los dos sistemas Ce. El cálculo del Ahorro Neto (A n) después de los impuestos se calcula como: A n = Cai – (IG/100) * Cai . donde IG son los impuestos sobre las ganancias en por ciento. Anteriormente se había restado la amortización (A) para calcular las utilidades antes de los impuestos (Cai), pero ahora se le suma al ahorro neto (An ) para calcular el flujo de efectivo no descontado (Fnd) que al multiplicarse por el factor de descuento (Fd° ) ajustado se halla el flujo de efectivo descontado (Fdes) y multiplicado por el año que transcurre (n). A partir del flujo de efectivo actualizado puede calcularse el VAN y por último la TIR. Dentro del cálculo de QT se encuentra el valor de Qe′ para lo cual es necesario realizar cálculos mecánicos puesto se encuentra el valor de NET y dentro del mismo se halla el valor NE que es igual a 1,15 Ne; para el cálculo de este parámetro Ne se necesita calcular: 2
  • 3. -La potencia frigorífica del compresor Qo = K ΣQc / b donde K y b son coeficientes de ganancia de calor en tuberías y aparatos respectivamente; ΣQc es la sumatoria de las cargas térmicas que actúan sobre el compresor que para éste caso serán tres, ganancia de calor por la presencia del hombre dentro de cámara; ganancia de calor por la iluminación; y ganancia de calor por puerta abierta. -El efecto frigorífico: qo = C – L donde C y L son las entalpías de entrada y salida del evaporador. -El flujo másico: M = Qo / qo -La potencia teórica del compresor: Nt = M * (D - E) donde D y E son las entalpías en la descarga y succión del compresor respectivamente. -La potencia real del compresor: Ni = Nt / ηi donde ηi es el coeficiente del rendimiento real del compresor. -Por último, se calcula la potencia efectiva en el eje del compresor: Ne = (Ni / ηm) / 860 donde ηm es el coeficiente de rendimiento mecánico del compresor. para la conservación requerida evitando puedan surgir microorganismos o deterioros por exceso de frío. 8. No ha existido hasta el presente reclamación alguna por parte de los usuarios. 9. Se humaniza notablemente el trabajo del hombre y su protección física. 10. No presenta ningún tipo de afectación al Medio ambiente y coadyuva en su beneficio por cuanto previene los escapes de refrigerante y aguas negras. Por todo lo anterior se recomienda la implementación de sistemas automáticos mediante el empleo de autómatas programables dedicados a la industria del frío, por lo económico que resultan, por su fácil operatibilidad, robustez y versatilidad.. BIBLIOGRAFIA: 1. 2. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 3. [4] De acuerdo con los resultados obtenidos mediante las hojas electrónicas de Excel, el VAN originó un valor positivo de 33942 y la TIR, un número igual a 1,77 por tal razón , el proyecto se aceptó. Los beneficios para el primer año de vida son de $ 6739.00 y de $ 33942.00 para el quinto y último año de vida de la inversión. La inversión se recupera desde el primer año. El ahorro de energía eléctrica es el 15% del ahorro total para $5107.00, lo que implica que con solo ese ahorro se cubren los gastos de la inversión restando $ 1714.00 Queda demostrado que la automatización representa una forma más de ahorro también en la industria del Frío. Con este tipo de tecnología se obtienen regímenes para la descongelación automática dentro de tiempos exactos. Se incrementa la calidad y eficiencia en el almacenamiento en frío ya que el control de la temperatura se logra dentro de rangos casi exactos propiciando un equilibrio adecuado entre temperatura y humedad relativa de tal forma que se obtiene una atmósfera normal 4. Alvarido Jaime: Tesis de Diplomado “Análisis de una inversión para el ahorro en la Industria del Frío”. Año 2000 Alvarido Jaime: “Importancia económica de la automatización para el ahorro” 1ra Mención en el XIV Forum Nacional de Ciencia y Técnica del Comercio Interior. Año 2002. Universidad de Cienfuegos: Post-grado “Gestión total Eficiente de Energía” año 1998. Centro de Estudios de Economía y Planificación : Post-grado. “ Evaluación de Proyectos de Inversión” año 1999. DATOS DEL AUTOR: Jaime Felipe Alvarido Machado, Ingeniero Electricista, Diplomado en Economía. Director UEB Redes, Ministerio de la Agricultura, Conill y Boyeros, Ciudad de La Habana , Cuba. Telfs. part. : 768-2930 y 797-4752 Telf. Trab. 884-5490 y 884-5792 E-mail: alvarido@eicma.cu 3