Optimización de variables energéticas en función de la productividad y competitividad de la industria láctea y caracterización energética y tecnológica del sector

Debido a la competitividad del mercado y a la incertidumbre de los empresarios industriales por la sostenibilidad de las empresas manufactureras en Colombia, la eficiencia energética se convierte en una de las herramientas principales para el progreso y el no estancamiento de su desarrollo tecnológi...

Full description

Autores:: Bolaños Bolaños, Carlos Alberto

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2014

Institución:: Universidad Nacional de Colombia

Repositorio:: Universidad Nacional de Colombia

Idioma:: spa

Description
Summary:	Debido a la competitividad del mercado y a la incertidumbre de los empresarios industriales por la sostenibilidad de las empresas manufactureras en Colombia, la eficiencia energética se convierte en una de las herramientas principales para el progreso y el no estancamiento de su desarrollo tecnológico y económico. Por ello se debe incentivar a los empresarios para la búsqueda de soluciones y alternativas que giren en torno a la eficiencia energética de sus procesos. Algunas de ellas se desarrollan en el presente trabajo de investigación y apuntan hacia la optimización de los recursos energéticos presentes en su proceso productivo. Para el alcance que tenía como objetivo realizar un análisis más profundo acerca de la información energética y tecnológica del sector lácteo, se realizaron 18 visitas de campo previo una selección muestral de 63 empresas con registros aportados por los gremios y actores de toda la cadena de valor incluidos los proveedores de servicios y maquinaria. A todo ello se suma las encuestas virtuales que complementarían la información primaria de las empresas analizadas; de ésta forma, se consolida una aproximación acertada que caracteriza el comportamiento energético y tecnológico del sector lácteo en Colombia. La matriz energética caracterizada para el sector lácteo a partir de la muestra, identifica el Gas natural como líder en consumo de energéticos con el 62% (Unos 417 Gwh/año), su consumo se asocia a maquinaria para la generación de vapor y aire caliente como calderas pirotubulares y calentadores cerrados, mientras que la energía eléctrica con el 25% (168 Gwh/año) es utilizada para la generación de Aire comprimido, refrigeración, torres de enfriamiento, homogenizadores, centrifugas clarificadoras, sistemas de bombeo de agua recuperada, CIP, motores de Inducción, variadores de frecuencia e iluminación. Todos ellos usados para la producción de lácteos y que además demandan un significativo consumo de energéticos para la transformación de la leche. La cifra expuesta por el DANE que refiere el consumo de energía eléctrica para sector lácteo en Colombia al año 2012 (1), indica un consumo de 268 Gwh/año, respecto a los 168 Gwh/año de la muestra. De lo anterior se puede concluir que el uso de la energía eléctrica de las empresas visitadas, representa el 63% del gasto total de energía eléctrica que utiliza el sector lácteo nacional para su proceso productivo. También es importante resaltar que fue recopilada la información del sector lácteo en cuanto a distribución de empresas lácteas por tamaño, producción de leche en Colombia por departamentos, aporte al PIB y su matriz energética, la cual se presenta mediante un balance que consolida la información en unidades equivalentes de energía en Tcal. Este balance energético también se consolidó de manera transversal para toda la industria de manufactura del país incluido el sector lácteo, apoyado en consumos energéticos presentados por la UPME al año 2011, los cuales se presentan en el Capítulo 3.4 del presente documento. Durante el desarrollo de la caracterización energética y tecnológica del sector, también se identificaron los procesos intensivos en el consumo de energéticos para el procesamiento de leche. Estos procesos lo conforman las plantas de pasteurización y las plantas de pulverización, que en ocasiones también incluyen derivados lácteos. Las plantas de producción que solamente se dedican a la producción de derivados lácteos como la fermentación de Yogurt, la elaboración de: mantequilla, arequipe, helados, y el prensado para la elaboración de quesos, no son representativas en cuanto a volúmenes de producción para el sector y tampoco en cuanto a consumo de energéticos, todo ello se sustenta y se puede evidenciar en los diagramas de sankey que fueron utilizados para la caracterización tecnológica de las plantas de procesamiento desarrollados en el ítem 4.2.3, por lo tanto, no se incluyen como destacadas en el presente trabajo de investigación. En el Anexo 5, se describe los diferentes procesos intensivos en el consumo de energéticos y que además procesan gran parte de la materia prima que ingresa a una planta de producción de lácteos. A partir de esta información, se presenta la aplicación para la optimización de variables energéticas inmersas en el proceso productivo, mediante la presentación de indicadores que correlacionan el consumo de energía vs. Producción equivalente en litros para una planta de procesamiento de leche o derivados lácteos. Como consecuencia, la utilización de esta herramienta junto con las estrategias de optimización de variables energéticas, deriva en ahorros para la producción, que a la postre contribuye con la mitigación de tipo ambiental y rentabilidad financiera, es decir, que por los ahorros energéticos obtenidos para el sector, éste será más competitivo, aportando a la mitigación del cambio climático por dejar de consumir combustibles fósiles, derivando una política dentro del sector como una estrategia de sostenibilidad. Se desarrolla un indicador que integra los procesos productivos en cuanto al consumo de energéticos y materia prima de forma equivalente, este se presenta como el consumo de energía específico CEesp, y se calcula en función de la totalidad de productos derivados y procesados a partir de la leche junto con el total de energéticos utilizados para la transformación de éstos productos. Este coeficiente se presenta como un indicador que mide el consumo total de energéticos en wh necesarios para producir un litro de leche equivalente en una planta de procesamiento de lácteos. Para concretar el análisis del comportamiento de la producción en la industria y la importancia del sector lácteo a nivel mundial, se construyeron indicadores macro que nacen a partir de una línea base tomada de registros de producción de cada planta. La herramienta utilizada para el desarrollo de éstos indicadores se llama “Benchmarking”; este concepto evalúa los puntos de comparación que se tiene respecto a otros países en cuanto a la competitividad, y puede ser una referencia muy fuerte cuando se quiere determinar si una planta de lácteos se encuentra lista para competir tanto interna como externamente en un mercado que cada vez se torna más exigente y competitivo, en general, esta herramienta reúne y compara aspectos de tipo energético y productivo de una empresa respecto a los líderes o competidores más fuertes del mercado en el mundo (2). De esta forma se obtuvo una línea base que relaciono la producción y el consumo de energéticos para establecer los aspectos de mayor importancia en la competitividad del sector para Colombia en el Capitulo 5.5. Además se plantean soluciones de tipo tecnológico para el sector, que apuntan a la optimización de las variables energéticas inmersas dentro del proceso de transformación de la leche y que cuantifican las pérdidas del proceso productivo, estas soluciones fueron basadas en la perdida de producto por los empujes de leche al inicio y al final de producción, y en la pérdida de esterilidad de los equipos de proceso que ocasiona un CIP forzado porque los equipos son sensibles ante perturbaciones de tensión vulnerando su sistema estéril. Estas soluciones se describen en detalle incluido su análisis financiero en el numeral 5.3 del presente documento. Finalmente se contextualizan los indicadores energéticos de productividad y competitividad que miden el desempeño energético dentro de la producción, los cuales se encuentran altamente ligados a los consumos energéticos, a la materia prima e insumos utilizados para el procesamiento de la leche. Estos indicadores finalmente servirán como herramienta al empresario en la búsqueda de alternativas de choque para hacer más productivo y eficiente su proceso, es así como la eficiencia energética de los procesos, se convierte en un aliado estratégico del empresario para el eficaz desarrollo de la productividad y la competitividad del sector en Colombia y en el mundo.

Optimización de variables energéticas en función de la productividad y competitividad de la industria láctea y caracterización energética y tecnológica del sector

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