Experiencias en la aplicación de la eficiencia energética en Aris Industrial

Experiencias en la aplicación Experiencias en la aplicación de la eficiencia energética en de la eficiencia energética en

Aris IndustrialAris IndustrialING. RUBEN DARÍO TORRES TORRES

Junio, 2011

Aris Industrial es una empresa familiar, 100% peruana, que durante más de 65 años viene desarrollando

la industria en el Perú.

Lideramos la industria peruana, en cada una nuestras dos unidades de

negocio: U.N. Textil y U.N. Productos Químicos

Líderes en el mercado textil peruano con el 80% del mercado, con las marcas de reconocido prestigio:

El 30% de la venta se destina al exterior: Brasil, México, Colombia, Japón, Europa, EEUU, Ecuador, Chile, Argentina y Bolivia.

Producimos gran variedad de telas tipo casimir, lanilla, saco sport y paños

Fibras utilizadas: lana, lana/alpaca, lana con mezclas de poliéster y otras líneas de tejidos.

Unidad de Negocio Textil

Cuenta con tres divisiones:

Industrial : con el ácido sulfónico como principal producto.

Tratamiento de agua : con el sulfato de aluminio, hipoclorito y el PAC.

Agrícola : con el azufre y agroquímicos.

Unidad de Negocio Productos Químicos

Organización para la eficiencia energética y el ahorro de energía:

1. Formación del Comité de energía o participación a través del comité de calidad total.

2. Sistema de Monitoreo

3. Contratar auditorias energéticas

4. Capacitación y estrecha vinculación con especialistas energéticos

1. Formación delComité de energía

Sus principales funciones son: realizar mejoras y programas de ahorro de energía capacitando al personal para el uso eficiente de la energía.

Mediante el control, inspecciones, proyectos y conciencia energética se espera, reducir los costos de producción y mejorar la eficiencia energética de la empresa. Ajustando los procesos podemos mejorar la productividad y la calidad de los servicios.

Comité de energía:

Administración del comité de energía:

1. El comité debería ser liderado por 1 coordinador.

2. El coordinador debería tener estrecha vinculación con el Director de la empresa o el ejecutivo de máxima jerarquía.

3. Debería nombrarse inspectores del comité a los trabajadores de las secciones de producción más representativas. Los inspectores no deberían ser ejecutivos, ni supervisores, ni jefaturas

Actividades del comité de energía:

1. Monitoreo de energía de las secciones, a través de consumos específicos.

2. Plan anual de actividades3. Reglamento interno del comité4. Inspecciones técnicas, pre auditorias.5. Boletín.6. Participar en las auditorias energéticas

contratadas, capacitación energética, relación estrecha con especialistas.

7. Plantear proyectos de mejora.

2. Monitoreo de energía

¿Qué es el Monitoreo de Energía?

• Es un procedimiento que involucra un seguimiento de los consumos de energía de uno o varios usuarios.

• El monitoreo de energía es incompleto si no se compara la energía con cierta producción.

¿Cómo se compara la energía con la producción?

• Una forma es con el cálculo de los consumos específicos (o ratios).

Consumo Específico =

Energía

Producción

El Monitoreo y Fijación de Metas

• Una técnica para disminuir los costos asociados con el uso de la energía es el Monitoreo y Fijación de Metas :

Monitoring & Targeting.

• Ha sido usada con éxito en muchas empresas internacionales.

Etapas del Monitoreo y Fijación de Metas

• Identificación de los usuarios de energía que implica la revisión de la distribución de energía.

• Instalación de medidores.• Instalación de un sistema de adquisición de

datos.• Generación de reportes.• Toma de acciones (mejoras).

Identificación de los usuarios

• Se debe revisar cómo se distribuye la energía a través de las plantas.

Medidores

• La confiabilidad de los medidores se asegura con un programa de Control Metrológico.

• El Control Metrológico consiste en la revisión periódica de la Calibración de las medidores.

• Cada medidor tiene un procedimiento específico de calibración pero en todos los casos se compara la energía con la energía registrada en un instrumento patrón.

Medidores• En Aris contamos con un analizador de red de

energía eléctrica de Clase 0.5.

Medidores

• Medidores de energía eléctrica.

• Medidores de flujo tipo vortex.

• Medidores de flujo electromagnéticos.

Sistema de Adquisición de Datos

• Puede ser manual o automático.

• El sistema automático tiene resultados más precisos.

• Pero tiene un alto nivel de inversión.

• En Aris contamos con medidores digitales con posibilidad de interconexión a sistemas de lectura automática.

• Electricidad: 31 • Vapor: 5• Agua: 19• Aire comprimido: 4• Gas natural: 6

Sistema de Adquisición de Datos

• Para generar los reportes se requiere tener la información ordenada en hojas de cálculo o bases de datos.

• La frecuencia de los reportes puede ser diaria, semanal o mensual.

• En los reportes de debe incluir la variación de la producción y de los consumos específicos.

• Para el análisis se puede hacer uso de las Herramientas Estadísticas.

Generación de Reportes

• Histogramas

Generación de Reportes

• Diagramas de Dispersión o

Diseminación 17.619.620.6

29.9

20.4

0.0

19.621.717.719.2

24.420.6

34.326.7

17.719.219.417.320.8

0.0

26.9

14.521.3

0.0

25.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

01/0

3/04

02/0

3/04

03/0

3/04

04/0

3/04

05/0

3/04

06/0

3/04

07/0

3/04

08/0

3/04

09/0

3/04

10/0

3/04

11/0

3/04

12/0

3/04

13/0

3/04

14/0

3/04

15/0

3/04

16/0

3/04

17/0

3/04

18/0

3/04

19/0

3/04

20/0

3/04

21/0

3/04

22/0

3/04

23/0

3/04

24/0

3/04

25/0

3/04

26/0

3/04

27/0

3/04

28/0

3/04

29/0

3/04

30/0

3/04

31/0

3/04

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

Gal/Ton

Vapor

17.6

25.5

19.6 20.6

29.9

20.4 19.621.7

17.719.2

24.4

20.6

34.3

26.7

17.719.2 19.4

17.320.8

0.0

26.9

14.5

21.3

0.0 0.00

5

10

15

20

25

30

35

40

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000

Producción

Co

nsu

mo

Esp

ecí

fico

Indice Sal KG/M3 agua blanda

0.500

0.550

0.600

0.650

0.700

0.750

May

-10

Jun-1

0

Jul-10

Ago

-10

Sep

-10

Oct

-10

Nov

-10

Dic

-10

Ene

-11

Feb

-11

Mar

-11

Abr

-11

RATIO AIRE NM3/KWHMETA: 8 NM3/KWH Y 4.3 NM3/KWH

-

2.00

4.00

6.00

8.00

10.00

12.00 AireHilandería masTejeduría

Aire Tintoreriamas Acabado

Ratio Vapor/gas natural SM3/TN vaporCaldero Cleaver META: 74.5

67.0069.0071.0073.0075.0077.0079.0081.0083.0085.0087.0089.0091.0093.0095.00

SM

3/T

N v

apo

r

Se lavaron tqs de salmuera

RATIO: SAL KG versus M3 AGUA BLANDA

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1.00

1.05

1.10

1.15

Ra

tio

(K

g/m

3)

Ratio de Sal

Ratio Promedio del Mes

Meta Ratio 0.68

Meta: 0.68

Generación de Reportes

• Identificando las causas reales que generan la variación en los consumos específicos.

• Se ha demostrado en casos prácticos que existe un ahorro del 2 al 5 % tan solo por el efecto que tiene la medición en el uso racional de la energía.

¿Donde están los ahorros de energía?

Casos prácticos

Año 2,009

OPTIMIZACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE AGUA BLANDA Y SU USO EN

PLANTAS

OPTIMIZACIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE AGUA BLANDA Y SU USO EN

PLANTAS

HISTORIA DEL PROBLEMAHISTORIA DEL PROBLEMA:

En los 2 últimos años el costo de agua blanda subió en 27%TRATAMIENTO: SISTEMA DE AGUA BLANDA.TRATAMIENTO: SISTEMA DE AGUA BLANDA.Los equipos estaban seteados en valores originales de fábrica. Se controlaba enfocando solamente la dureza del agua.AGUA BLANDA EN LOS CONSUMIDORES: TINTORERIA Y AGUA BLANDA EN LOS CONSUMIDORES: TINTORERIA Y ACABADO:ACABADO:No se tiene control de índices por eficiencia. Se tiene un recuerdo histórico de recuperación de agua a través del Comité de energía de la máquina Conticrab y de las aguas de enfriamiento de serpentines de autoclaves de Tintorería. Actualmente una pequeña parte de estos se recupera.

INICIATIVA Y FORMACION DEL EQUIPOINICIATIVA Y FORMACION DEL EQUIPO:

Luego de un mantenimiento general en el sistema de ablandamiento se subió abruptamente el consumo de sal.   Sal KG

Ene-08 28,850

Feb-08 51,650

Mar-08 50,450

Abr-08 51,050

May-08 58,450

Jun-08 45,600

Jul-08 52,750

Ago-08 49,150

Sep-08 54,200

Oct-08 60,850

Se visualizó la formación de un equipo multidisciplinario.

Integrantes:

-Laboratorio Químico (para el control y análisis de las muestras y analizar el proceso).

-Operadores de servicio (que controlan diariamente los ablandadores), mecánico y electricista.

-Gerencia de Tejidos y jefes de las secciones Acabado y Tintorería (para analizar los procesos y recuperación de agua de producción de ambas secciones)

ABLANDADORESABLANDADORES

SAL596.2 TN/AÑOUS $ 42,560/AÑOUS $ 42,560/AÑO

AGUA DURA AL DESAGÜE POR ENJUAGUESUS $ 40,000/AÑOUS $ 40,000/AÑO

AGUA DURA782,471 M3/AÑOUS $ 703,440/AÑOUS $ 703,440/AÑO

  %

Acabado 67.9

Tintorería 24.2

Vapor 3.1

Químicos 2.5

Preformas 1.7

Soplado 0.6

Energía eléctrica, repuestos, mano de obra

0

100000

200000

300000

400000

500000

0%

20%

40%

60%

80%

100%

PLANIFICACIÓN Y EJECUCIÓN DE LA ACCIÓNPLANIFICACIÓN Y EJECUCIÓN DE LA ACCIÓN

ABLANDADORES:ABLANDADORES:-Análisis de procesos y conocimiento profundo.-Evaluar las modificaciones de parámetros y tiempos.-Planeamiento de Reuniones permanentes con los operadores.

SECCIONES TINTORERIA Y ACABADO:SECCIONES TINTORERIA Y ACABADO:-Evaluar y cotizar m/o y materiales para la recuperación de aguas.-Analizar procesos y uso de agua blanda en ambas secciones.

EJECUCIÓN DE LA ACCIONEJECUCIÓN DE LA ACCION

ABLANDADORES: Acciones realizadasABLANDADORES: Acciones realizadas

-Disminución 15 a 5 minutos de retrolavados.-Disminución 15 a 5 minutos de retrolavados.-Aumento de tiempo de 25 minutos a 50 minutos en -Aumento de tiempo de 25 minutos a 50 minutos en usar la salmuera del tanque recuperado.usar la salmuera del tanque recuperado.-Disminución de la succión de sal virgen de 35 -Disminución de la succión de sal virgen de 35 minutos a 10 minutos.minutos a 10 minutos.-Disminución del enjuague rápido de 35 minutos a 20 -Disminución del enjuague rápido de 35 minutos a 20 minutos.minutos.-Se rellenó resina usada en los ablandadores # 2 y # 3 -Se rellenó resina usada en los ablandadores # 2 y # 3 aproximadamente 400 KG.aproximadamente 400 KG.-Se realizó mantenimiento general de las válvulas -Se realizó mantenimiento general de las válvulas hidráulicas, solenoides, sistema de lubricación, boyas, hidráulicas, solenoides, sistema de lubricación, boyas, etc de los 4 ablandadores.etc de los 4 ablandadores.

ANTES AHORA %

ABLANDADOR 1 80,000 GALONES 99,999 GALONES

25%

ABLANDADOR 2 78,000 GALONES 99,999 GALONES

28%

ABLANDADOR 3 80,000 GALONES 99,999

GALONES

25%

ABLANDADOR 4 82,000 GALONES 99,999 GALONES

22%

Cuadro de resultadosCuadro de resultados

EJECUCIÓN DE LA ACCIONEJECUCIÓN DE LA ACCION

RECUPERACIÓN DE AGUA BLANDA EN ACABADOS Y RECUPERACIÓN DE AGUA BLANDA EN ACABADOS Y TINTORERÍA:TINTORERÍA:

Montaje de tanqueMontaje de tanqueInstalación de bombas y filtrosInstalación de bombas y filtrosInstalación de medidoresInstalación de medidoresCoordinación con producciónCoordinación con producción

Ratio(Kg Sal / m3 Agua Blanda) - Julio 2008 a Diciembre 08

0.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.951.001.051.101.151.201.251.301.351.401.451.50

Ra

tio

(K

g/m

3)

Ratio

Promedio

CONTROL DE CONSUMOS ESPECÍFICOSCONTROL DE CONSUMOS ESPECÍFICOS

Ratio (Agua Dura / Agua Blanda) Agosto 2008 a Diciembre 2,008

1.0301.0341.0381.0421.0461.0501.0541.0581.0621.0661.0701.0741.0781.0821.0861.0901.0941.0981.1021.1061.1101.114

01/0

8/20

0802

/08/

2008

03/0

8/20

0804

/08/

2008

05/0

8/20

0806

/08/

2008

07/0

8/20

0808

/08/

2008

09/0

8/20

0810

/08/

2008

11/0

8/20

0812

/08/

2008

13/0

8/20

0814

/08/

2008

15/0

8/20

0816

/08/

2008

17/0

8/20

0818

/08/

2008

19/0

8/20

0820

/08/

2008

21/0

8/20

0822

/08/

2008

23/0

8/20

0824

/08/

2008

25/0

8/20

0826

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2008

27/0

8/20

0828

/08/

2008

29/0

8/20

0830

/08/

2008

31/0

8/20

0801

/09/

2008

02/0

9/20

0803

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04/0

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0805

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06/0

9/20

0807

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08/0

9/20

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2008

10/0

9/20

0811

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12/0

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14/0

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20/0

9/20

0821

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22/0

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24/0

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28/0

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0829

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30/0

9/20

0801

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2008

02/1

0/20

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04/1

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0805

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0/20

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0809

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0/20

0811

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12/1

0/20

0813

/10/

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14/1

0/20

0815

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16/1

0/20

0817

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18/1

0/20

0819

/10/

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20/1

0/20

0821

/10/

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22/1

0/20

0823

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2008

24/1

0/20

0825

/10/

2008

26/1

0/20

0827

/10/

2008

28/1

0/20

0829

/10/

2008

30/1

0/20

0831

/10/

2008

01/1

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0802

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03/1

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19/1

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27/1

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29/1

1/20

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2008

01/1

2/20

0802

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03/1

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05/1

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07/1

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2008

11/1

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0812

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2008

13/1

2/20

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15/1

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0816

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17/1

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0818

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2008

19/1

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0820

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21/1

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0822

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23/1

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25/1

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0826

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27/1

2/20

0828

/12/

2008

29/1

2/20

0830

/12/

2008

31/1

2/20

08

(m3)

Agua Dura/Agua Blanda

Promedio

CONTROL DE DUREZA EN PPM DEL AGUA BLANDACONTROL DE DUREZA EN PPM DEL AGUA BLANDALABORATORIO DE TEJIDOS ANALIZA 3 VECES POR DIA.LABORATORIO DE TEJIDOS ANALIZA 3 VECES POR DIA.

Sal KG Agua Dura ABL Agua Blanda Ratio Sal Ratio Enjuague

28,850 33,611 28,233 1.022 1.190

51,650 60,129 50,508 1.023 1.190

50,450 62,257 52,296 0.965 1.190

51,050 60,933 51,184 0.997 1.190

58,450 62,764 52,722 1.109 1.190

45,600 60,166 50,539 0.902 1.190

52,750 60,187 50,557 1.043 1.190

49,150 61,017 51,254 0.959 1.190

54,200 61,807 57,279 0.946 1.079

60,850 61,420 57,323 1.062 1.071

39,250 55,769 52,825 0.743 1.056

30,975 46,189 43,907 0.705 1.052

38,975 49,176 46,801 0.833 1.051

34,750 51,329 48,918 0.710 1.049

42,650 63,700 60,625 0.704 1.051

39,400 58,031 55,324 0.712 1.049

43,700 59,442 56,420 0.775 1.054

38,350 52,092 49,546 0.774 1.051

39,200 56,222 53,364 0.735 1.054

38,700 54,614 52,081 0.743 1.049

RESULTADOS FINALES:

AHORROSABLANDADORES:AHORRO EN AGUA DURA50,470 M3/AÑO: 44,250 US $/AÑOAHORRO EN SAL 168.5 TN: 13,150 US $/AÑO

57,400 US $/AÑOTINTORERIA Y ACABADO:Ahorro en agua en la máquina Lisosa: 6,800 US $/AÑOAhorro de agua dura: 5,800 US $/AÑO 12,600 US $/AÑO

TOTAL : 70,000 US$/AÑO

RESULTADOS FINALES:

INVERSIÓN:Materiales: planchas, filtros, medidores, válvulas, sensores, malla, pintura

7,000 US $Mano de obra trabajos civiles, eléctricos, etc

13,000 US $

20,000 US $

RETORNO DE LA INVERSIÓN: 20,000 / 70,000

4 MESES

REUTILIZACIÓN DE AGUA REUTILIZACIÓN DE AGUA BLANDA EN LA SECCIÓN BLANDA EN LA SECCIÓN ACABADO-LAVADORASACABADO-LAVADORAS

REUTILIZACIÓN DE AGUA REUTILIZACIÓN DE AGUA BLANDA EN LA SECCIÓN BLANDA EN LA SECCIÓN ACABADO-LAVADORASACABADO-LAVADORAS

Año 2,010

DIAGRAMA DE PROCESOS DE LA SECCCIÓN DIAGRAMA DE PROCESOS DE LA SECCCIÓN ACABADO:ACABADO:

Descripción del procesoLavadoras

ESCOGER EL PROBLEMA:ESCOGER EL PROBLEMA:Reutilización del agua blanda para su

propio proceso

HISTORIA DEL PROBLEMAHISTORIA DEL PROBLEMACostos del uso de agua en esta sección

superan los US $ 520,000/año.

FORMACIÓN DEL EQUIPO DE MEJORA:FORMACIÓN DEL EQUIPO DE MEJORA:5 Integrantes.

RESULTADOS:RESULTADOS:

El ahorro de agua blanda representa el 16% del consumo total de agua blanda de toda la planta, promedio de 321M3/Día.

Ahorro : 126,000 US $/año

Inversión: US $ 80,000

RETORNO SIMPLE DE LA INVERSIÓN:RETORNO SIMPLE DE LA INVERSIÓN:

80,000/126,0000= 8 meses.

OPTIMIZACIÓN DEL SISTEMA DE AIRE COMPRIMIDO

Año 2004

DIAGRAMA DE PROCESOS DEL SISTEMA:DIAGRAMA DE PROCESOS DEL SISTEMA:Descripción del procesoCompresores

ESCOGER EL PROBLEMA:ESCOGER EL PROBLEMA:Optimización del sistema de aire

comprimido

HISTORIA DEL PROBLEMAHISTORIA DEL PROBLEMAReclamos de producción por la humedad

del sistema de aireDesconocimiento de la calidad del aire

comprimido

FORMACIÓN DEL EQUIPO DE MEJORA:FORMACIÓN DEL EQUIPO DE MEJORA:8 Integrantes.

RECOLECCIÓN DE DATOS:RECOLECCIÓN DE DATOS:Instalación de un registrador de punto de

rocío.Buscar información de la calidad de aire

que necesitan las máquinas de produccion,

CAUSAS MAS PROBABLES:CAUSAS MAS PROBABLES:En base a lluvia de ideas y espina de

pescado :Máquina: falla de los secadores de aire, falla de filtros de residuos sólidos, mala calidad de aire de succión de los compresores, falla del sistema de purga de los solenoides

PLAN DE ACCIÓN:PLAN DE ACCIÓN:

• Definir los parámetros de la calidad del aire comprimido, residuos sólidos, punto de rocío, aceite máx. en el aire.

• Evaluar reparación/reemplazo de secadores• Necesidades de compra de filtros, repuestos• Lista de chequeo diaria control de purgas del

condensado del aire.• Definir nivel de alarma del punto de rocío• Programa de acciones preventivas MP2• Señalizaciones y 5S del sistema

CONCLUSIONES:

1. Se reforzó trabajo de equipo y método de solución de problemas.

2. Mayor conocimiento del sistema de aire comprimido

3. Satisfacción del cliente interno. Encuesta.4. Reforzamiento de mantenimiento preventivo y

5S.5. Reducción de presión de 102 psig a 98 psig y

se obtuvo punto de rocío: -3°C, residuos sólidos 40 micrones, aceite clase 1 máximo 0.01 mg/m3.

6. Ahorro de energía US $ 4,500/año, no se valorizan las pérdidas que afectan a la producción por aire de mala calidad.

SUSTITUCIÓN DEL USO DE COMBUSTIBLES LÍQUIDOS

POR GAS NATURAL

Año 2,005

Instalación de Combustibles Líquidos

cisterna

tanque almacenamiento

Calentamiento*

Calentamiento*

tanque diario

bomba

bomba

Precalentamientopara atomización*

Quemador de petróleo

* Sólo petróleo residual

Quemador de Gas

Rb

RmGas Natural

MedidorRed de Gas

Instalación Típica de Gas Natural

BENEFICIOS ECONÓMICOS

BENEFICIOS ENERGETICOS

BENEFICIOS AMBIENTALES

Menor costos vs otros combustibles

Reducción de consumos de energía en auxiliares: bombas, calentam.

Mayor facilidad para el cumplimiento de normas ambientales

Menores necesidades de supervisión

Mayor estabilidad de los parámetros de la eficiencia.

Mejor imagen pública por la baja afectación del medio ambiente.

Reducción de costos por mantenimiento y reparación

Permite adoptar nuevas tecnologías: economizadores, cogeneración, etc.

No hay corrosión ácida en superficies metálicas y refractarios

Reducción de costos: manejo, almacenamiento, transporte combustible

No hay gastos de tratamiento al combustible

BENEFICIOS DEL GAS NATURAL

EN LA PRIMERA SEMANA DE MARZO DEL 2,005 SE INCIA EL CONSUMO DEL GAS NATURAL EN ARIS INDUSTRIAL

Caldera Cleaver antes y despuésde la instalación del gas Natural

antes

después

Costos referenciales de la implementación (quemadores a G.N.)

US $

Quemador de 400 BHP 15,000

Quemador de 1,163 KW 4,600

Quemador de 60 BHP 4,000

Quemador de 20 BHP 1,900

Costos referenciales de la implementación: 5 puntos de consumo (150,000 SM3/MES)

US $US $ RI

1. Instalación de la red de GN+ diseño +materiales+gastos de instalación

43,00043,000

2. Suministro de quemadores 30,00030,000

3. Canaletas y ductos 10,50010,500

4. Loza base de ERM 3,5003,500

5. Enrrejado, muros ERM 6,7006,700

6. Medidor de GN Cantidad: 4 6,0006,000

7. Abastecimiento de la red de Cálidda 10,00010,000

8. Supervisión 1,1001,100

TOTAL APROXIMADO: 110,000110,000 6 meses

No significa que se debe dividir el costo total entre 5

Consumos de combustibles líquidos (150,000SM3/MES):

R500 D2 SUB TOTAL EN US $

CONSUMO ANUAL EN GLNS

297,348 98,118

COSTO DEL COMBUSTIBLE (referido a MAYO 2005) sin flete transporte

US $ 0.84/gal US $ 2.283/ gal

SUB TOTAL EN US $ $ 250,000 $ 224,000

474,000

Beneficio económico con el Gas naturalpor (150,000SM3/MES150,000SM3/MES):

Ahorro anual US $ 53%

No se considera el beneficio por mantenimiento, almacenaje, impacto ambiental, etc.

Gracias por su atención