Este documento resume una auditoría energética realizada a una industria de plásticos en película en Portugal. La industria consume alrededor de 2,011 MWh de energía eléctrica y 7.97 m3 de gasóleo anualmente. La auditoría analizó el consumo energético, las emisiones de carbono, los costos de energía y propuso medidas de eficiencia como la implementación de condensadores y la actualización del sistema de iluminación.

1. Utilização Racional de
Energia
Mestrado em Engenharia da Energia e do Ambiente
Auditoria Energética en la Industria de Plástico em Filme
Membros:
Balderramo Vélez Ney
Giler Molina José Miguel
Pico Mera Gabriel
Docente:
• Licinio Moreira
Año:
2016-2017

2. Caracterización de la Industria en Plásticos em Filme
 Esta industria fue fundada en Mayo de 1995, Plásticos em Filme se integra en el sector de
transformación de plástico, la actividad principal de esta industria se encuentra centrada en la
fabricación y comercialización de embalajes de Plásticos em Filmes.
 La industria en Plásticos em Filme en el año 2016 presento una Producción Total de 5154,61
ton, y por ende la industria necesitaría de un Consumo energético de 2.011,44 MWh, el cual
tiene un equivalente de 432,46 tep, además la industria tiende a consumir 7,97 m3 de Gasóleo
que equivale a 6,76 tep.
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
2

3. Análisis Sistema de Carga
 Para este análisis se tomo como referencia los datos de Potencia Activa en el periodo (22
hasta el 29 de Noviembre del 2016), con un intervalo 10 minutos.
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
3
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
400,00
450,00
22-11-1600:00
22-11-1612:00
23-11-1600:00
23-11-1612:00
24-11-1600:00
24-11-1612:00
25-11-1600:00
25-11-1612:00
26-11-1600:00
26-11-1612:00
27-11-1600:00
27-11-1612:00
28-11-1600:00
28-11-1612:00
29-11-1600:00
PotenciaActiva<kW>
Figura-1. Evaluación de Potencia Activa <kW>.

4. Evaluación de Consumo Especifico de Energía e Intensidad Carbónica
 Consumo Específico de Energía
 Consumo de total de energía (tep)
1kWh = 𝟖𝟔𝒙𝟏𝟎−𝟔
tep / kWh
PCI de gasóleo = 1,022 tep/ton
Densidad de gasóleo = 0,83 ton/𝒎 𝟑
Ney Vélez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Josu Molina 2162302
4
𝐶𝐸𝐸 =
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 (𝑡𝑒𝑝)
𝑃𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛
𝐸𝐸 = Consumo de Energia kWh ∗ 86x10−6 tep / kWh (tep)
Gasóleo= Consumo de Gasóleo 𝑚3 ∗ 0,83 ton/𝑚3 ∗ 1,022 tep/ton (tep)
Consumo de total de energía = EE + Gasoleo (tep)

5.  Intensidades Carbónicas. (IC)
 Calculo de Total de Emisiones (kg CO2 e).
Factor de emisiones asociado a consumo de electricidad = 0,47 kg CO2 e/ tep
Factor de emisiones asociado al consumo de gasóleo = 3098,2 kg CO2 e/ tep
Total de Emisiones = EE + GASOLEO (kg CO2 e)
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
5
𝐸𝐸 = Consumo de Energia kWh ∗ 0,47 kg CO2 e / kWh (kg CO2 e)
Gasóleo= consumo de gasóleo (tep) * 3098,2 kg CO2 e/ tep (kg CO2 e)
𝐼𝐶 =
𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑚𝑖𝑠𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠 (𝑘𝑔 𝐶𝑂2 𝑒 )
𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 (𝑡𝑒𝑝)

6. Resultados de la evaluación de CEE & IC
Consumo Total de
Energía (tep)
CEE (kgep/ton) IC (tonCO2 e/ tep)
439,22 85,21 2,20
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
6
Elementos Consumo Anual
Consumo de
Energía (tep)
Emisiones (ton CO2 e)
EE 2.011,44 MWh 432,46 945,37
Gasóleo 7,97 m3 6,76 20,95
Tabla-1. Resultados Individuales de Consumo de Energía tep y Emisiones
Tabla-2. Resultados de Consumo Total de Energia, CEE & IC

7. Análisis Tarifario de Energía Eléctrica.
 La Industria Plásticos em Filme cuenta con un contrato de abastecimiento de energía
vigente en Media Tensión cuya tarifa es en Media Utilización, con un tarifario de Ciclo
Diario, y una Potencia instalada 630 kVA.
7
Figura-2. Costos de Energía Obtenidos del sitio web ERSE

8. Análisis Tarifario de Energía Eléctrica.
8
 Consumos Energéticos de la Industria Plásticos em Filme en el 2016
JANEIRO
FEVEREIRO
MARÇO
ABRIL
MAIO
JUNHO
JULHO
AGOSTO
SETEMBRO
OUTUBRO
NOVEMBRO
DEZEMBRO
28 29 32
18 20 17 21 11 18 19
35 25
88 77
90
100
114
95
116
62
100 108
99
71
27
22
25 22
28
21
28
16
25
27
27
22
29
25
29
26
32
26
35
18
27
30
31
23
Horas de ponta Horas cheias Horas de vazio Horas de supervazio
Figura-3. Consumo de Energía Activa (MWH)

9. Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
9
JANEIRO
FEVEREIRO
MARÇO
ABRIL
MAIO
JUNHO
JULHO
AGOSTO
SETEMBRO
OUTUBRO
NOVEMBRO
DEZEMBRO
0,28 0,28
0,31 0,30
0,32
0,27
0,33
0,17
0,27
0,31
0,33
0,24
 Consumos Energéticos de la Industria Plásticos em Filme en el 2016
Análisis Tarifario de Energía Eléctrica.
Figura-4. Consumo de Potencia en Horas Punta (MW)

10. 10
JANEIRO
FEVEREIRO
MARÇO
ABRIL
MAIO
JUNHO
JULHO
AGOSTO
SETEMBRO
OUTUBRO
NOVEMBRO
DEZEMBRO
10,13 10,41 10,68 10,44 10,57 10,61
12,43
6,51
9,61 10,56 10,24 8,59
7,90 7,40 7,38 7,55 7,40 7,60
8,31
4,02
7,09
7,38 7,47
5,89
5,69 5,94 6,31 5,57 5,87 6,06
6,60
3,58
5,88
5,82 6,07
4,88
1º Escalão 2º Escalão 3º Escalão
Análisis Tarifario de Energía Eléctrica.
 Consumos Energéticos de la Industria Plásticos em Filme en el 2016
Figura-5. Consumo de Energia Reactiva (MVArh)

11.  Resultados Análisis Tarifario de Energía Eléctrica.
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
11
TARIFAS
Costo Energía
Activa Anual
(€)
Costo De Energía
Contratada Y En Horas
Puntas Anual (€)
Costo De Energía
Reactiva Anual (€)
Total Anual
(€)
LU 206.417,01 6.658,39 35.141,49 9.570,35 257.787,25
MU 211.699,43 6.862,16 35.411,81 9.570,35 263.543,76
Ahorro (MU-LU) 5.756,51
Tabla-3. Resultados de Análisis Tarifario.

12. Evaluación para la Implementación de Condensadores.
 Para este análisis se tomo como referencia los datos de Potencia Reactiva en el periodo (22 hasta el 29
de Noviembre del 2016), con un intervalo 10 minutos.
 Todo valor de Potencia Reactiva consumida que supere el 30% de su Potencia Activa (si Q>0,3*P) será
penalizado
12
Figura-6. Evaluación de Potencia Reactiva kVAr
0,00
50,00
100,00
150,00
200,00
250,00
300,00
350,00
22-11-1600:00
22-11-1612:00
23-11-1600:00
23-11-1612:00
24-11-1600:00
24-11-1612:00
25-11-1600:00
25-11-1612:00
26-11-1600:00
26-11-1612:00
27-11-1600:00
27-11-1612:00
28-11-1600:00
28-11-1612:00
29-11-1600:00
PotenciaReactiva<KVAr>
kVAr Limite para el analisis de facturacion

13. Potencia Reactiva de Compensación (kVAr)
 Q compensación= Qi – Qf = P (tan(φi) – tan(φf))
 Tan(φf)= (0,15-0,2) ( 0,2 Valor que normalmente maximiza el retorno).
 Q compensación (max)= 228,94 kVAr
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
13
Figura-7. Evaluación de Potencia Reactiva de Compensación kVAr.
0
50
100
150
200
250
2016-11-22
2016-11-22
2016-11-22
2016-11-22
2016-11-23
2016-11-23
2016-11-23
2016-11-24
2016-11-24
2016-11-24
2016-11-25
2016-11-25
2016-11-25
2016-11-26
2016-11-26
2016-11-26
2016-11-27
2016-11-27
2016-11-27
2016-11-27
2016-11-28
2016-11-28
2016-11-28
Q.Compensacion(KVAr)

14. Selección del Condensador y Análisis Económico
Costo del
Condensador
(€)
Costo de
Equipamiento
(€)
Mano de
Obra (€)
Total de
Inversión (€)
95% del Costo de
Energía Reactiva
(€ /año)
Payback
(año)
2.154,00 646,20 249,00 3.040,20 9.091,83 0,3344
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
14
 Para la selección del condensador se tomo como referencia el catalogo de
ITALFARAD
 PFI/R de 240 kVAr de 8 escalones. (400ac-50Hz)
Tabla-4. Análisis de Inversión y Payback

15. Evaluación del Sistema de Iluminación.
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
15
Solución Existente: Valores
Tecnología:
Vapor de mercurio (250W) con balastro
magnético
Nivel medio de iluminación: 285 lx
N.º de luminarias: 48
Distribuida 8 x 6
Funcionamiento medio anual: 3800 horas
Componentes Valores <m>
Ancho 35,2
Longitud 35
Altura 8,5
Componentes %
Paredes 40
Techo 25
Suelo 20
Tabla-5. Solución Existente en la Instalación.
Tabla-6. Dimensiones del Área de Trabajo Tabla-7. Coeficientes de Reflexión..

16. Evaluación del Sistemas de Iluminación.
16
 Software Utilizado DIALUX
Solución Fluorescente. LED
luminaria:
EEE GNRXG-INT 01 354 BE
(172W)
EEE GILV 01 07044-03 DE 23520lm
(212 W)
Nivel Medio de
Iluminación:
356 lx 346 lx
N.º de luminarias: 48 25
Distribuida 8 x 6 5 x 5
Coeficiente de Uniformidad 0,538 0,546
Densidad de Potencia 6,70 W/m² 4,30 W/m²
Densidad de Potencia
Especifica
1,88 W/m²/100 lx 1,25 W/m²/100 lx
Tabla-8. Resultados Obtenidos Mediante la Utilización del DIALUX

17.  Costo de Adquisición. (€)
𝐶𝐴 = 𝑁𝑎 ∗ 𝑃𝑎 + 𝑁𝑙 ∗ 𝑃𝑙 + 𝐶𝑚
 Costo de Energía. (€)
𝐶𝐸 = 𝑁𝑎 ∗ 𝑃 ∗ 𝑈𝑎 ∗ 𝐶𝑒
 Costo de Manutención. (€)
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17
Evaluación Económica del Sistema de Iluminación.
CM = 𝑁𝑎 ∗ [
𝑁𝑙 ∗ 𝑃𝑙 + 𝐶𝑠 ∗ 𝑈𝑎
𝑉𝑎
+ 𝐶𝑙]

18. Evaluación en Económica del Sistema de Iluminación.
Elementos Fluorescente LED Vapor de Mercurio
Na N° de luminaria 48 25 48
P Potencia por luminaria (kW) 0,172 0,212 0,25
Vu Vida útil de cada lámpara (h) 19000 50000 16000
Ce Costo medio de energía eléctrica (€/año) 0,1200 0,1200 0,1200
Pl Precio de cada lámpara (€) 6,19 - 17,01
Pa Precio de cada luminaria (€) 143,30 792,00 -
Cm Montaje de luminaria (€/luminaria) 15,00 15,00 15,00
Nl N° de lámparas por luminaria 3 1 1
Ua Tiempo de vida de cada luminaria (h) 38000 38000 38000
Cs Costo de sustitución de cada lámpara (€) 2,50
-
7,50
Cl Costo medio de limpieza de cada lámpara (€) 7,50 7,50 7,50
18
Tabla-9. Caracterización y Resultados Obtenidos para la Evaluación Económica

19. Parámetros Fluorescente (€) LED (€) Vapor de Mercurio (€)
Costo de Adquisición (€) 7.598,40 20.175,00 -
Costo de Energía (€/10 años) 37.647,36 24.168,00 54.720,00
Costo de mantenimiento (€/10 años) 2.862,14 187,50 3.154,20
Costo Total Para 10 Años (€) 48.107,90 44.530,50 57.874,20
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
19 Evaluación Económica del Sistema de Iluminación.
Tabla-10. Resultados de Evaluación Económica.

20. Evaluación para la Implementación de un Variador de Velocidad.
Caudal 75 m3/h
Altura manométrica
nominal 20 m
Altura manométrica
máxima 32 m
Presión estática 1 m
Rendimento da bomba 72 %
Potencia do motor 7 kW
Rendimiento do motor 88 %
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
20
Caudal Horas /año
100% 950
90% 1100
80% 650
70% 1600
60% 1300
50% 600
40% 0
30% 0
20% 0
Total 6200
Tabla-11. Características de la Bomba y del Motor Tabla-12. Régimen de Funcionamiento de la Bomba
 El control actual del motor eléctrico es por estrangulamiento.
 Esta bomba se la utiliza para circuito de enfriamiento de las extrusoras.

21. Evaluación para la Implementación de un Variador de Velocidad.
 Para realizar esta evaluación se trabajó con la herramienta que facilita la Compañía ABB,
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
21
Figura-8. Ventana de Inserción de Datos Correspondientes al Motor y Bomba. (ABB)

22.  El costo del variador de velocidad se lo obtuvo de los catálogos de Schneider-Electric,
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
22
Figura-9. Ventana de Inserción de Datos de Inversión y Régimen de Funcionamiento.(ABB)
Evaluación para la Implementación de un Variador de Velocidad.

23.  Resultados Expuestos por la Hoja de Cálculos de ABB.
 Resultados Energéticos.
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
23
Figura-10. Ventana de Resultados Energéticos. (ABB)
Evaluación para la Implementación de un Variador de Velocidad.

24.  Resultados Económicos.
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
24
Figura-11. Ventana de Resultados Económicos.(ABB)
Evaluación para la Implementación de un Variador de Velocidad.

25. Resumen de Resultados Obtenidos en la Ejecución del Trabajo
Parámetros Ahorro (/año) Inversión
(€)
Payback
(año)
Medidas kWh tep € kg CO2 e
Tarifas / / 5.756,51 / / Inmediato
Condensador / / 9.091,83 / 3.040,2 0,33
Iluminación
(LED)
25.460 5,47 3.351,87 11.966,2 20.175 6,02
VEV 17.000 3,65 2.023,00 7.990 1.477 0,700
TOTAL 42.460 9,13 20.223,22 19.956,2 24.692,2 1,22
Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
25
Tabla-13. Resumen del Trabajo.
El 9,13 tep equivale al 2,088 % del consumo total de Energía tep.

26. Ney Velez 2162300. Gabriel Mera 2162299. Jose Molina 2162302
26