FORMATO TESIS DE TITULACIN

SEDE ANTOFAGASTAINGENIERIA CIVIL ELECTRICA

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA INACAP

Proyecto De Eficiencia Energtica Complejo Metalrgico Altonorte

Proyecto de Tesis presentado como parte de la Actividad de Titulacin para optar al Ttulo de Ingeniero Civil Elctrico Con Mencin En Sistemas Electrnicos

Profesor Gua: Leonardo Rojas Figueroa

NABOR ALEJANDRO CALDERON BARRAZAENRIQUE ALONSO JIMENEZ RIVAS

Antofagasta, Diciembre del 2011.

AGRADECIMIENTOS

Los autores de este informe desean expresar su reconocimiento a sus familias, por el apoyo incondicional. A los profesionales de las diferentes reas del complejo metalrgico Altonorte, que est compuesto por ingenieros de mantenimiento Sergio Donoso, Juan Callejas, Patricio Fernndez, Pedro Segovia, a Jorge Tapia Ingeniero Snior, a Manuel Guzmn Gerente de Mantenimiento y proyectos, a los ingenieros de procesos Jos Flores, Juan Morales. Por el aporte de informacin de equipos y procesos del complejo metalrgico altonorte.

Un especial agradecimiento del profesor gua para la tesis Leonardo Rojas, debido al gran aporte para desarrollar el proyecto de eficiencia energtica complejo metalrgico Altonorte.

Tambin dar un reconocimiento a Patricio Martnez, representante de Power Electronics en la zona por su apoyo en conocimientos tcnicos sobre variadores.

NDICE AGRADECIMIENTOS2ACRONIMOS Y ABREVIACIONES5Captulo 17RESUMEN7Captulo 29INTRODUCCIN92.1.Formulacin del problema.92.2.Enfoque y alcance.102.3.Objetivos generales.112.4.Objetivos especficos11Captulo 313DESARROLLO133.1.Marco terico133.1.1Por concepto de optimizacin de procesos.133.1.2Ahorro de energa por concepto de uso VDF143.1.3Eficiencia energtica en motores.263.1.4Compromiso para reducir las emisiones de carbono co2 (acuerdo de kyoto):293.1.5Herramienta PI-Sistem303.2.Metodologa343.3.Evaluacin econmica proyecto583.4.Diagrama proyeccin60Captulo 467RESULTADOS67Captulo 568DISCUSIN Y CONCLUSIONES68Captulo 671REFERENCIAS71ANEXOS73ANEXO A - FICHA TECNICA DE MOTORES73ANEXO B COTIZACIONES MOTORES ALTA EFICIENCIA79ANEXO C- FACTURAS DE CONSUMO DE ENERGIA XSTRATA COPPER ALTONORTE80

ACRONIMOS Y ABREVIACIONES

EEEficiencia energticaVDFVariadores de frecuencia SINGSistema interconectado del norte grandeCO2Dixido de carbonoQ Capacidad, GPMH Carga total, piesBHP Potencia al frenoN Velocidad de la bomba, RPMD Dimetro del impulsor (pulg.)MWMillones de watts (medicin de potencia)GW/hMiles de millones de watts en una horaHPCaballo de potencia CVcaballo de vaporEFF!Motor de alta eficiencia SiemensEFF2Motor de eficiencia Premium SiemensSINASAVESoftware para el clculo de eficiencia energtica SiemensFANSAVESoftware para el clculo de eficiencia energtica ABBCACorriente alternaRUReino unidoGEIGases de efecto invernaderoCNEComisin Nacional de EnergaAMP.Medicin de corriente elctricaMCCCentro control de motoresFRAMEDimensionamiento de motorLFactor de carga de motorCCosto de la energa TTiempo (cantidad de horas de trabajo anual del motor)EFAMotor de eficiencia estndarEFBMotor de alta eficienciaGAGama de compresores atlas copcoCEDECCentro ergonmico de despacho de cargaCPCargo por potenciaCECargo por energaP&GPurvin y Gertz (empresa de consultora de proyecciones de energa)GNLGas natural licuadoE-CLEmpresa de generacin y trasmisin de electricidadCPSConvertidores Pierce Smith (hornos de conversin de cobre)

Captulo 1RESUMEN El presente documento describe el proyecto de eficiencia energtica realizado para el complejo metalrgico Altonorte, que contempla la reduccin de un 2,5% del consumo de energa elctrica de la planta. Para el cual se realiza un estudio de las principales cargas que componen los consumos de energa, de donde se obtiene que los motores representan ms del 80% del consumo total de la planta.

La primera parte del proyecto est enfocada en la optimizacin de procesos, donde se presentan cuatro ejemplos: el uso innecesario de una bombas del sistema de enfriamiento campana reactor, el segundo caso se presenta el funcionamiento innecesario de una de las bombas de unidad hidrulica ruedas de moldeo 1 y 2, el tercer caso presenta la reduccin de velocidad de los extractores de gases fugitivos, cuando las condiciones de los convertidores y reactor lo ameriten, y el ltimo caso es la detencin de los ventiladores de la torre marley planta de acido nmero uno, cuando este en mantencin programada.

La segunda parte del proyecto est enfocada en la demostracin del uso de variadores de frecuencia, en ventiladores que regulan flujo atreves de dmper, en el proyecto se describen siete partes del proceso donde deben utilizar VDF, las cuales son el ventilador de combustin del quemador secador rotatorio, ventilador de combustin de hornos de refino, ventiladores de combustin quemadores convertidores. Se calculan los costos y el tiempo que se recuperara la inversin.

La tercera parte del proyecto est enfocada en realizar un estudio del parque de motores del complejo metalrgico Altonorte, para seleccionar donde se pueda realizar recambio de motores estndar por motores eficientes, los cuales dependiendo de la potencia, factor de carga y cantidad de horas de trabajo anual. Se realizan cotizaciones de motores eficientes y se calcula la cantidad de tiempo para recuperar la inversin.

Se realiza la evaluacin econmica del proyecto, la cuantificacin de la reduccin de CO2 por concepto de la reduccin del consumo de energa elctrica, debido a que la energa elctrica producida en el en SING proviene de termoelctricas.

Captulo 2

INTRODUCCIN Formulacin del problema.

Es sabido que el uso ineficiente de la energa elctrica en los procesos, produce altos costos de operacin en los procesos industriales. En el aspecto global el desperdicio de energa est afectando en forma negativa al planeta, debido a que se estn mal utilizando los recursos energticos y por consiguiente se est emitiendo mayor cantidad de CO2 a la atmosfera.

La eficiencia energtica slo tiene sentido en la medida que permite reducir los costos globales de produccin. Ello implica considerar, no slo el costo total de los equipos nuevos, en los casos de reemplazo de equipos existentes en uso, o la inversin incremental al seleccionar equipos nuevos, los equipos eficientes cuestan, en general, ms que los equipos estndares, sino que adems los costos diferenciales de operacin y mantencin de los equipos eficientes respecto de los estndares, las diferencias de productividad entre ambas opciones, etc.

En trminos generales puede afirmarse que en la mayora de las instalaciones elctricas se derrocha del orden de un 10% o ms de la electricidad que se adquiere a las empresas elctricas debido a una seleccin y operacin inadecuada de los equipos y sistemas de distribucin de la electricidad.

Las principales prdidas elctricas provienen del uso de motores, transformadores y lneas de distribucin. Al respecto debe mencionarse que en los sectores industrial y minero del orden de un 70% del total de consumo elctrico es realizado por los motores elctricos, equipo que constituye uno de los objetivos principales de cualquier programa de eficiencia energtica, no slo en el caso de los proyectos nuevos sino que adems en situaciones de reemplazo de equipos existentes.

Como respuesta a esta situacin y como medio para dar una solucin a todos estos problemas, se abren desde una perspectiva internacional grandes protocolos destinados tanto a la reduccin de emisiones de CO2, como con la sostenibilidad del planeta.

Enfoque y alcance.

Este proyecto est enfocado en implementar un plan de eficiencia energtica y reducir la huella de carbono del complejo metalrgico Altonorte, perteneciente a Xstrata Copper, a travs de la operacin de procesos con uso eficiente de la energa elctrica y por medio de la optimizacin de procesos, por el recambio de motores estndar por motores de alta eficiencia, por el uso de VDF en ventiladores.

Objetivos generales.

El objetivo general y principal de este proyecto, es bajar los costos del consumo de energa en 2,5 %. Realizando un estudio de eficiencia energtica, para ejecutar un programa de ahorro de energa elctrica, sin afectar los procesos y por consiguiente ayudar al reporte de sustentabilidad del complejo metalrgico Altonorte, en la reduccin de emisiones de CO2.

Por concepto de consumo de energa, el complejo metalrgico Altonorte, cancela facturas por 30 millones de dlares anuales, por un consumo de 42MW de potencia y 360 GWh de energa, el 2,5% de ahorro por concepto de eficiencia energtica, es del orden de 630.000 dlares anuales.

Objetivos especficos

Objetivo de la optimizacin de procesos.

Este objetivo busca disminuir costos de operacin, por medio del uso eficiente de la energa elctrica. Considera buenas prcticas operacionales de procesos, crear sistemas de control y automatizar procesos: bombas enfriamiento de campana reactor, extraccin de gases fugitivos, unidad hidrulica rueda de moldeo, ventiladores torre marley planta acido numero uno.

Objetivo de la disminucin del consumo de energa, por concepto de uso de VDF

Este concepto es aplicable principalmente a equipos de partida directa, en cuyos procesos necesitan variar su flujo o caudal as como ventiladores y bombas, estos equipos en actualidad varan el flujo por medio de vlvulas o dmper lo cual hace un ineficiente uso del equipo, este objetivo busca demostrar las ganancias, que se pueden obtener al usar variadores de frecuencia.

Objetivo disminucin de costos por uso de motores eficientes.

En este grupo cabe destacar el objetivo de seleccionar mediante el anlisis crtico de la literatura cientfica, del conocimiento tcnico disponible, para rrealizar un estudio de la eficiencia de los motores instalados en el complejo metalrgico altonorte. Con esto efectuar un programa de recambio de motores estndar por motores de alta eficiencia.

Objetivo de la reduccin de emisiones de CO2.

Este objetivo es disminuir las emisiones de dixido de carbono, por concepto de la disminucin del consumo de energa elctrica, proveniente de la matriz energtica del SING, este objetivo busca cuantificar la cantidad de toneladas de CO2, que se podran dejar de emitir, por la cantidad de energa que se deja de consumir.

Captulo 3DESARROLLO Marco terico

Desde el punto de vista conceptual, la eficiencia energtica no significa ahorro de energa, el cual est asociado a la disminucin o restriccin en el uso de un servicio o tecnologa. Eficiencia Energtica (EE), en cambio, se refiere a la minimizacin del insumo energtico por unidad de producto, manteniendo la misma calidad o mejorndola.

Por concepto de optimizacin de procesos.

Existen diversos argumentos para emplear la energa con la mxima eficiencia posible, empezando por el ahorro econmico obtenido al reducir los pagos al proveedor de combustible o a la compaa elctrica, y no olvidando la vital necesidad de disminuir el impacto que las operaciones. Adems, es imprescindible que, al atender las necesidades energticas, se debe mejorar el uso de los recursos naturales no renovable, si se espera que las generaciones futuras tengan la capacidad de mantener el desarrollo econmico necesario para elevar su nivel de vida, a cuyo fin es imprescindible disponer de energa abundante y barata.

La optimizacin de procesos, se origina a partir de la disminucin de las prdidas de energa durante los procesos de conversin o transformacin de un tipo de energa a otro. Gracias a ella es posible producir un mismo o mayor volumen de bienes o de niveles de servicio, sin aumentar (o aumentando en una proporcin menor) el consumo de energa. Con la eficiencia energtica, en consecuencia, no existe una disminucin o restriccin para el desarrollo de alguna actividad especfica, como s ocurre con el ahorro energtico.

Ahorro de energa por concepto de uso VDFEl punto ptimo de operacin de los motores elctricos generalmente no ocurre a la velocidad nominal del motor ni a la tensin nominal del motor, ms bien este punto se encuentra a una velocidad diferente a la de placa y a una tensin menor a la nominal. Actualmente los variadores electrnicos de velocidad (VFD Variable Frecuency Drives) permiten que el motor trabaje muy cerca del punto ptimo de operacin.

Los variadores electrnicos de velocidad permiten regular el torque que entrega un equipo sin necesidad de recurrir a opciones antieconmicas, que demandan ms energa de la requerida o que son impracticables en muchos casos; como es el caso de: la recirculacin del fluido, la estrangulacin del caudal mediante vlvulas (throttle) y la detencin del equipo (On-off). Estos dispositivos permiten lograr considerables ahorros de energa en la operacin de los motores elctricos y otros beneficios adicionales, tales como prolongacin de la vida til de los equipos accionados por los motores, menor ruido, menos desgaste, mejor control y posibilidades de regeneracin, en relacin a los motores que no disponen de este dispositivo.

Recientes estudios, muestran que las bombas requieren 31% de la energa usada, los compresores 18%, los ventiladores y secadores 18% y las bandas transportadoras cerca del 14%. Las cargas que tienen momento variable son las mejores candidatas a adicionar un VFD para ahorrar energa. Los ventiladores y bombas centrifugas son cargas de torque variable donde la potencia requerida varia con el cubo de la velocidad, de esta manera al disminuir la velocidad de operacin disminuir la potencia requerida por el motor y el ahorro de energa viene de reducir la velocidad del motor.

Leyes de afinidad para la utilizacin de VDF.

Las leyes de afinidad expresan la relacin matemtica entre varias variables involucradas en el rendimiento de las bombas. Se aplican a todos tipos de bombas centrfugas y de flujo axial. stas son las siguientes:

Q =Capacidad, GPMH =Carga total, piesBHP =Potencia al frenoN =Velocidad de la bomba, RPMD =Dimetro del impulsor (pulg.)

Leyes de afinidad en bombas.

En ocasiones debe modificarse la velocidad de giro de una bomba, lo cual naturalmente tiene efectos en el caudal, en la presin y en el consumo de potencia, y se rigen por las siguientes relaciones:

El caudal vara proporcionalmente con la variacin de la velocidad:

Q2/Q1 = RPM2/RPM1

La altura o presin vara con el cuadrado de la variacin de velocidad:

H2/H1 = (RPM2/RPM1)2

La potencia consumida vara con el cubo de la variacin de velocidad

HP2/HP1 = (RPM2/RPM1)3

Tambin se pueden efectuar modificaciones a los dimetros de los rodetes, que tienen los mismos efectos que las variaciones de velocidad, siendo las relaciones:

El caudal vara proporcionalmente con el cambio de dimetro:

Q2/Q1 = D2/D1

La altura o presin vara con el cuadrado del cambio de dimetro:

H2/H1 = (D2/D1)2

La potencia consumida vara con el cubo del cambio de dimetro:

HP2/HP1 = (D2/D1)3

En las relaciones anteriores Q, H, HP y D, representan caudal, presin, potencia y dimetro del rodete para dos condiciones de operacin, indicadas con los subndices 1 y 2 respectivamente.

Ventajas Uso de Variadores de Frecuencia sobre Vlvulas de control

Los ventiladores y bombas centrfugos cumplen las leyes de afinidad con respecto a la presin, el flujo y la energa consumida. Las leyes de afinidad (tambin conocidas como leyes de los ventiladores) indican que:

La salida o flujo del ventilador en pies cbicos por minuto es directamente proporcional a la velocidad de este. La presin esttica es proporcional a la velocidad del ventilador al cuadrado. Los CV que requiere el ventilador son proporcionales, a su vez, a la velocidad del ventilador elevada al cubo. Por lo tanto.

Segn las leyes de afinidad de la velocidad, la presin y la potencia, para producir un flujo de aire del 50%, el ventilador debe funcionar al 50% de su velocidad. En este punto de funcionamiento, el ventilador produce el 25% de su presin nominal (0,5 X 0,5 = 0,25) y necesita solamente el 12,5% de su potencia nominal (0,5 X0,5 X 0,5 = 0,125 o 12,5%).

Existen varias formas de obtener un flujo de aire variable con un ventilador centrfugo. Los mtodos de uso ms comn son los reguladores de salida de aire, los alabes distribuidores y los convertidores de frecuencia de velocidad variable.

SINASAVE SIEMENS

El programa de ahorro de energa SinaSave es apto para aplicaciones con motores alimentados por red (velocidad fija) y por convertidor (velocidad variable). Para alimentacin por red, el ahorro y el plazo de amortizacin del sobreprecio de los motores Siemens de alta eficiencia EFF1 se pueden calcular haciendo una comparacin basada en tres casos.

En comparacin con:

motores Siemens de alta eficiencia EFF2 ejemplo 1 motores conocidos elegidos de forma individual ejemplo 2 motores conocidos dentro de una instalacin completa ejemplo 3

Los ejemplos de aplicacin son los siguientes:

Ejemplo 1

Clculo del ahorro de energa y del plazo de amortizacin del sobreprecio de los motores Siemens de alta eficiencia EFF1 en comparacin con motores Siemens de alta eficiencia EFF2.

En este caso se indican ya los datos de los motores de alta eficiencia Siemens, adems de la referencia. Adems se llega a saber cundo se amortiza el sobreprecio de un motor de alta eficiencia.

Ejemplo 2

Clculo del ahorro de energa y del plazo de amortizacin del sobreprecio de los motores Siemens de alta eficiencia EFF1 en comparacin con otros motores conocidos.

El clculo requiere conocer con exactitud los datos tcnicos del motor con el que se hace la comparacin.

Ejemplo 3

Clculo del ahorro de energa y del plazo de amortizacin del sobreprecio de los motores Siemens de alta eficiencia EFF1 en comparacin con unos cuantos motores conocidos (se puede considerar como una instalacin).

Si los motores estn alimentados por convertidor, SinaSave tiene en cuenta todos los parmetros necesarios especficos de la instalacin. Los valores requeridos para el proceso, por ejemplo, el caudal y la altura de elevacin cuando se trata de bombas, el caudal msico y la diferencia de presin total en el caso de los ventiladores, as como la densidad del medio transportado, se tienen en cuenta igual que la eficiencia de la mquina propulsora, la eficiencia elctrica y la eficiencia total de la planta. Otros datos fundamentales del programa son las jornadas y los turnos de trabajo as como el perfil de flujo decisivo para evaluar el efecto de ahorro energtico a lo largo del da y del ao.

Una vez introducidos los datos fundamentales especficos de la instalacin, el programa calcula el sistema de accionamiento con el rendimiento adecuado y el precio del convertidor de frecuencia apto para el caso en cuestin. Despus, en un siguiente paso, el programa calcula el consumo de energa del sistema de accionamiento de velocidad variable para dicha aplicacin y lo compara con los valores calculados para todas las alternativas que se pueden implementar en la instalacin, como vlvulas de estrangulacin y de derivacin, regulacin de la prerrotacin o motores de polos conmutables. Con la diferencia resultante se obtiene el ahorro energtico en kilowatts-hora, que el programa convierte en dinero basndose en el precio momentneo de la energa.

El programa tambin calcula el plazo de amortizacin partiendo del precio del convertidor de frecuencia, del ahorro energtico y de dems efectos del sistema de velocidad variable que contribuyen a reducir los costos como, por ejemplo, el factor de potencia mejorado y el funcionamiento optimizado de la instalacin.

Gama de productos

El programa SinaSave abarca los motores de baja tensin/motores de alta eficiencia y los convertidores de baja tensin de las series MICROMASTER 430 y MICROMASTER 440, as como los convertidores SINAMICS G110, SINAMICS G120 y SINAMICS G150

FanSave Y PumpSave ABB

ABB ha desarrollado unas herramientas de clculo para la estimacin de ahorro energtico potencial cuando se aplica un control elctrico de la velocidad en mquinas de flujo. Con el uso de las herramientas PumpSave y FanSave, el control mediante convertidores de frecuencia de CA en bombas y ventiladores, puede compararse con los mtodos tradicionales de control en trminos de usos energticos. Estas herramientas tambin proporcionan cifras econmicas para evaluar la rentabilidad de la compra de un convertidor de ABB. PumpSave y FanSave funcionan desde Microsoft Excel y usan macros VBA.

PumpSave Energy Saving Calculator

Para la comparacin del control mediante convertidores de frecuencia de CA con estrangulamiento, on/off y acoplamiento hidrulico en el uso de bombas. Calcula la energa y el costo econmico de la misma pueden ahorrarse con convertidores de frecuencia de ABB as como otros beneficios que se derivan de esta eleccin, tales como arranques y paros suaves, la mejora del factor de potencia y la posibilidad y conexionado en la automatizacin y control de los diversos procesos.

FanSave Energy Saving Calculator

Para la comparacin del control mediante convertidores de frecuencia de CA con los mtodos de control de flujo tradicionales en ventiladores. Calcula los ahorros que pueden experimentarse reemplazando mtodos mecnicos de estrangulamiento (outlet damper, inlet vane) o ngulo de inclinacin de las aspas (pitch control) con control electrnico de la velocidad mediante convertidores de frecuencia de velocidad variable. La herramienta FanSave tambin proporciona cifras econmicas y medioambientales referentes a la modernizacin del mtodo de control de flujo proyectada y recomienda un tipo de convertidor de ABB apropiado.

Eficiencia energtica en motores. Una caracterstica importante de los motores en general es que el costo operacional suele ser superior a su costo de adquisicin. Dependiendo del tiempo de funcionamiento y de la potencia de su rendimiento, un motor puede costar en consumo de 25 a 150 veces su valor de compra.

Es por eso que vale la pena apostar a una poltica de administracin de motores, minimizando los gastos con un uso eficiente y adecuado de la energa elctrica. En el mercado global, altamente competitivo, mantener costos de procesos reducidos puede significar una diferencia entre el xito y el fracaso de muchas empresas. Los motores eficientes ayudan a reducir los costos del negocio y el tiempo perdido en los procesos de produccin.

La promocin de motores eficientes en la industria ha aumentado la competitividad del sector, ya que los sistemas electromotores representan un porcentaje significativo de sus costos. Tpicamente, el tiempo de retorno de la inversin en motores eficientes vara de 6 meses a 3 aos, lo que justifica econmicamente su utilizacin.

Ms all de la preservacin ambiental y el desarrollo sustentable, un motor de alto rendimiento genera bajas prdidas de energas, reduce notablemente la elevacin de la temperatura y presenta una mayor vida til en comparacin con un motor convencional, gracias a que poseen mayores cantidades de cobre.

Los motores eficientes poseen otros beneficios adicionales, como: Trabajar a temperaturas menores y ser ms resistentes a las variaciones de tensin que los motores convencionales. Tener un factor de potencia media superior al de los motores convencionales equivalentes. Ser ms silenciosos que los motores convencionales. Adicionalmente, muchos fabricantes ofrecen garantas extendidas para motores eficientes.

Aunque los motores modernos tienen rendimientos relativamente altos, gracias a la alta conductividad del cobre, se han creado nuevos diseos que permiten un mejor aprovechamiento energtico, ahorrando as energa.

Los motores convierten la energa elctrica en trabajo mecnico y durante este proceso se pierde inevitablemente una cierta cantidad de energa, prdidas que pueden clasificarse en dos categoras: constantes y segn la carga. Las prdidas constantes consisten en prdidas por friccin en los cojinetes, en el ventilador de enfriamiento o simplemente en el ncleo de acero. En cambio, las prdidas por carga se deben principalmente a la resistencia elctrica de los bobinados.

Los motores eficientes fueron diseados para reducir al mnimo las prdidas constantes por carga. Con estos diseos, se genera menos calor residual y, por ende, se requiere menos energa para enfriar el motor. Esto permite emplear un ventilador ms pequeo, obteniendo un doble ahorro y una operacin mucho ms silenciosa.

La carcasa de los motores eficientes tiene la misma altura entre centro, eje, dimetro y agujeros de fijacin que los motores convencionales, pero se diferencia por ser ms larga en el extremo opuesto al de la transmisin, para acomodar mejor y en forma ms eficiente los bobinados y el ncleo. La mayora de los motores funcionan en forma muy eficiente durante casi todo el perodo de operacin cuando estn bajo rgimen de plena carga. Los motores eficientes se disearon para ahorrar energa logrando una mejor eficiencia en un rango de entre media y plena carga.

Para lograr el mximo ahorro, es primordial especificar motores eficientes en la etapa inicial de todo proyecto

Compromiso para reducir las emisiones de carbono co2 (acuerdo de kyoto): Introduccin de la Tasa del Cambio Climtico en 2000 (+15%).

R.U. (pas especfico) tiene objetivos ambiguos para los GEI. Hace lo posible para cumplir con el objetivo del ao 1990 de reducir en un 20% el nivel de CO2 para 2010.

Fomenta industrias que tomen medidas para mejorar el ahorro energtico de sus propias operaciones y desarrollar tecnologas que ahorren cada vez ms energa, adems de productos y servicios que podamos y queramos comprar.

Carbn Trust es el vehculo utilizado por el gobierno para brindar informacin, incentivos y conocimientos profundos para lograr estos objetivos. (Iniciativa del R.U. solamente, cada pas pone en prctica sus soluciones gubernamentales de manera individual). Actualmente, se estn implementando nuevas legislaciones para convertir la reduccin del carbono en ley. (Iniciativa del R.U. solamente, cada pas pone en prctica sus soluciones gubernamentales de manera individual)

Segn estudios de la CNE, se cuantifica que para producir cada Kw de energa, se emitir 0,3 Kg. CO2, basado en la matriz energtica del SING.

Se estima que el valor de tonelada de CO2 que se deja de emitir, segn el fondo credo por los pases industrializados, el valor puede fluctuar entre los 8 y 12 dlares por tonelada CO2.Herramienta PI-Sistem

Descripcin Sistema PI de Osisoft es un potente conjunto de herramientas destinado a la adquicision, almacenamiento, procesamiento y visualizacin de datos. Ms de 10.000 empresas, de una amplia gama de industrias, se han beneficiado con la implementacin del sistema PI.

Servidor PISISTEMA PIHerramientas AnlisisHerramientas Visualizacin

Servidor PIEs un conjuntos de programas que permite la recopilacin y almacenamiento de la informacin, proveniente de las diferentes fuentes.

Componente del Servidor PI

Interface: programa de comunicacin, que permite llevar los datos desde la fuente al servidor. Archivos PI: es donde se almacena la informacin, despus de la excepcin y compresin de datos. Administrador de Herramientas del Sistema PI (SMT): programa destinado a configurar las herramientas de operacin, de seguridad y administracin de variables almacenadas (tag) en el servidor. Configurador de Interfaces de PI (ICU): programa que permite la configuracin de una interface, para lograr la comunicacin con el Sistema PI. API y SDK: programas que permiten a las diferentes aplicaciones de PI, conectarse al servidor.

Herramientas de Anlisis

Es un grupo de programas destinados a realizar clculos de diferente dificultad, con los datos almacenados en el PI. Perfomance Equations: programa bsico para desarrollar clculos en tiempo real. PI-ACE: programa que permite crear procedimientos de clculos muy complejos, todo en funcionamiento de tiempo real. Basados en programacin de visual Basic. Sigmafine: programa destinado a la reconciliacin y validacin de la informacin de la planta.

Herramientas de Visualizacin Es un grupo de programas que permite mostrar la informacin almacenada en el sistema PI a los diferentes usuarios

Servidor PIArchivos PISMTICUAPI - SDK

VisualizacinDatalinkProcceBookRtWebParts

Datalink: Programa que crea una conexin bi direccional entre la base da datos de PI y las planillas de clculos. ProccesBook: programa que permite al usuario crea visualizaciones graficas dinmicas e interactivas con datos de PI en tiempo real. RtWebParts: conjunto de herramientas que permiten al usuario construir paginas personalizadas en Microsoft SharePoint para monitorear y gestionar datos de operaciones en tiempo real.

Visin del Sistema PI

Usuarios

OPCInterfaceODBCOLEDB

Servidor PIArchivos PISMTICUAPI - SDK

Fuente de DatosPLCDCSSensores

AnlisisPI ACESigmafinePerfomance Equations

Metodologa

A continuacin se detalla, los mtodos utilizados para desarrollar el proyecto de eficiencia energtica, tras el estudio realizado de las diversas cargas elctricas del complejo metalrgico Altonorte, se determina dividir en tres grandes aplicaciones, en ahorro de energa por optimizacin de procesos, en uso de VDF en aplicaciones de regulacin de flujo de ventiladores y remplazo de motores estndar por motores de alta eficiencia.

Mejora en optimizacin de procesos

Referente al plan de mejora en la optimizacin de de procesos, se realiza un seguimiento a la mayora de los procesos del complejo metalrgico Altonorte. Realizando reuniones con ingenieros de procesos y jefes de turno de operaciones, para conocer en detalle los diferentes funcionamientos y necesidades de cada proceso, para seleccionar en cul de ellos existen oportunidades de mejora, por concepto del uso eficiente de la energa elctrica. A continuacin se detallan algunos de los procesos seleccionados en el plan de optimizacin de procesos.

Opcin de mejora proceso enfriamiento campana Reactor

Esta parte contempla ahorrar energa elctrica, bajando el consumo de potencia, en procesos que estn funcionando de manera ineficiente.

Se realiza reuniones con personal de sala de control, jefes de turno e ingeniero de procesos reactor, donde se les explica en qu consiste el proyecto, tambin se les informa que se ha estado monitoreando el sistema de enfriamiento de campana reactor, el cual cuenta con 3 bombas de 37 KW, originalmente el sistema operaba solo con 2 bombas, en la actualidad funcionan las 3 bombas en forma simultnea.

El consumo actual de las bombas es de 51 Amper c/u, lo cual significa que estn trabajando a un 73 % de su carga nominal 27 KW, trabajando 8400 horas anuales, considerando 30 horas de parada de planta al mes. Equivale a un consumo anual de 226.800 KWh, lo que corresponde a 14.515 dlares anuales. El estudio demuestra que con 2 bombas en funcionamiento son suficiente para mantener la temperatura en el valor requerido, debido a que 02 de septiembre hubo un problema con una bomba y el sistema quedo trabajando solo con 2 bombas, por lo cual la temperatura del agua enfriamiento vario 1 grado Celsius, como se puede apreciar en el grafico 1.1.

Es importante considerar que durante las 360 horas de detencin de planta anual, es necesario que el sistema de enfriamiento de campana se mantenga funcionando solo con una bomba, pero en la prctica se ha verificado que el sistema funciona con las 3 bombas en forma simultnea. Por este concepto se considera 2 bombas trabajando al 73% de la carga, que se transforma en un consumo de 19440 KWh anual, que evaluado a 0.064 dlares por KW, significa un consumo de energa innecesario por 1.244 dlares anual,

Otro factor importante a considerar es el aumento de la vida til de la bomba que se encontrara Stand by, lo cual se traduce en reduccin del mantenimiento que equivale a 96 horas anual, con lo que se considera a 12 dlares el valor hora, lo que significa 1.152 dlares anuales por concepto de reduccin de mantenimiento.

Resumen del ahorro de energa

Opcin de mejora de eficiencia proceso operacin Ventiladores de gases Fugitivos

El proceso de extraccin de gases fugitivos, cuenta con tres extractores, compuesto por 4 motores de 950 HP en 4160 V encargado del retiro gases Fugitivos que se produces en la Boca de Reactor Continuo y Hornos convertidores Pierce Smith.

Operacin Actual

Extrae gases de las sangras de metal reactor para mantener el rea limpia de gases en beneficio de salud de las personas y medio ambiente. Al Girar Reactor continuo a posicin Segura se abren automticamente 2 vlvulas que permiten extraer gases que salen por la boca producto del giro. Estos gases no toma ms de 20 minutos en extraerlos cuando horno pasa a mantencin en posicin Segura. En el comn de las mantenciones programadas de Reactor continuo, hornos CPS tambin estn en posicin Segura. Cuando los hornos estn en mantencin no requiere la extraccin a toda capacidad de los ventiladores de gases fugitivos, ya que el emisin de humo es mnima producto de los quemadores utilizados para mantener la temperatura. Hemos observado que durante las mantenciones en ocasiones se bajan las revoluciones de los ventiladores obteniendo una considerable disminucin en la potencia consumida. Actualmente operan 3 Ventiladores a 820 Rpm con una potencia de consumo de 1550 Kwh. Solamente con bajar la velocidad en promedio desde 820 Rpm a 420 Rpm , el consumo bajara de 1550 Kw a 370 Kw.

Mejora propuesta.

Habilitar un modo de mantencin de los ventiladores para cuando la plata se encuentre en mantencin bajar el consumo en 1150 kwh.

Actualmente creemos tenemos extraccin innecesaria cuando no tenemos las sangras abiertas las vlvulas siguen abiertas 100 %, donde podra regularse y as aumentar las extraccin que se requiera en el momento.

Definir porcentajes de aperturas de vlvulas en Sangras ya que cuando no se est extrayendo metal definir porcentajes ms bajos de 100 %.

Solo teniendo el modo mantencin (Estimada en 24 horas de mantencin Mensual) podramos lograr un ahorro estimado de US $ 25,200, considerando bajar la potencia de 1550 Kwh a 350 Kwh disminuyendo la velocidad de los Ventiladores de 820 Rpm a 400 Rpm.

Opcin de mejora de eficiencia proceso Rueda de moldeo

Se realizan reuniones con personal de operaciones, ingeniero de proceso y jefe de turno, para explicar el objetivo del proyecto de eficiencia energtica.

El proceso cuenta con dos ruedas de moldeo, las cuales poseen unidades hidrulicas, cuyos motores son de 37 KW. En operacin original la rueda nmero uno, trabajaba con 2 motores en forma simultnea y el otro motor Stand by, en la situacin actual llega a trabajar con los 3 motores, inclusive cuando el proceso no lo necesita, sea cuando no est moldeando.

En el caso de la rueda de modelo numero dos cuenta con 2 motores, en operacin original un motor en funcionamiento y el otro Stand by, pero en la situacin actual se encuentra trabajando con los 2 motores en forma simultnea, inclusive cuando no est moldeando

La cantidad de tiempo de funcionamiento innecesario de dos de las bombas de la rueda de moldeo uno es de 6500 horas anual.

Mejora propuesta

En el caso de la rueda de moldeo numero 1, es conveniente que trabajen 2 bombas de la unidad hidrulica, cuando esta moldeando y en modo test, la tercera bomba solamente ser necesario colocarla en servicio cuando haya una perturbacin o problema en el fluido hidrulico.

En el caso de la rueda de moldeo nuero 2, es conveniente que en operacin normal funcione solamente con una bomba y la otra se mantenga en stand-by. Colocarla en servicio en caso de algn problema de presin de aceite hidrulico.

Opcin de mejora de eficiencia proceso Detencin Turbo sopladores Howden 1 y 3, durante Mantenciones Programas.Operacin actual

Los equipos turbosopladores, proporcionan el aire de soplado para reactor y convertidores (CPS). Estos equipos se distribuyen de la siguiente manera, el turbosoplador nmero 3 alimenta a reactor y por su parte el turbosoplador nmero 2 alimenta los hornos CPS, el trubosoplador nmero 1 stand by. Durante las mantenciones programadas no siempre se opta por la detencin de los turbosopladores.

Mejora propuesta

La detencin del Turbosoplador 1 durante las detenciones programas representa un ahorro anual de US$ 17,740 ya que la potencia del motor consumida cuando el Turbosoplador est en modo venteo 100 % es de 880 Kwh.

La detencin del Turbosoplador 3 durante las detenciones programas representa un ahorro anual de US$ 36,469 ya que la potencia del motor consumida cuando el Turbosoplador est en modo venteo 100 % es de 1,809 Kwh.

Implementacin de variadores de frecuencia para control de flujo en ventiladores.

De acuerdo a la informacin obtenida en el marco terico, sobre el uso de Variadores de frecuencia en equipos de ventiladores, para la regulacin de flujo. En la mayora de los procesos controlan flujo a travs la estrangulacin de vlvulas de entrada o salida, lo cual significa un gran derroche de potencia y energa.

Los variadores de frecuencia pueden llegar a producir un 47% de ahorro de energa en el consumo de este tipo de ventiladores.

En el complejo metalrgico Altonorte, es comn la regulacin de flujo a travs de la estrangulacin de vlvulas de entrada o salida del ventilador, este caso se replica en la mayora de los ventiladores de combustin, a continuacin se presentan algunos equipos donde se pueden implementar estas mejoras

Instalacin de Variador de Velocidad en motor aire primario

El ventilador de aire primario, es el equipo que proporciona aire para la combustin del quemador del secador rotatorio.

El motor del aire primario debe ser capaz de suministrar aire para cumplir relacin estequiometria con el combustible, se trata de un Ventilador controlando el flujo a travs de estrangulamiento en su salida (Vlvula de control).

Informacin considerada para el anlisis

1. El motor trabaja en una corriente 60-70 Amp de un corriente nominal de 104 Amp, el factor Carga es de un 65%.2. De acuerdo al punto anterior calculamos que la potencia real consumida es de 35 kw.3. Segn tendencia la apertura promedio de la vlvula es de un 41 %.4. Se ha medido presin en cmara de combustin y esta no supera los 0,9 Kpa de los 4 de diseo.5. Segn leyes de afinidad de maquinas (ventiladores y Bombas) la potencia real necesaria de acuerdo a las mediciones obtenidas es de 19 kw.6. Segn el punto 5 podemos decir que la mejor opcin para este caso es la instalacin de un Variador de Frecuencia ya que una disminucin del 20% de la velocidad puede disminuir hasta un 50% de la potencia real consumida.7. Se aplican 3 herramientas para calcular Ahorro estimado: Ley de afinidad bombas y ventiladores, SinaSave (Siemens), FanSave (ABB).

Calculo de flujo, potencia Diseos vs Real segn leyes de afinidad

Aplicando Herramienta SinaSave (Software de Siemens)

Datos

Simulacin de segn FanSave (Herramienta de ahorro Energa ABB)

Cuadro resumen de ahorros esperados

Resumen mejoras Esperadas

1. En partida de motor controlaramos la corriente por lo que aumenta vida til componentes MCC y motor.2. La instalacin de un VDF permitira un ahorro estimado promedio de US $ 12,565 a partir Segundo ao.3. Costo estimado instalacin y compra VDF US $ 8.000.4. Se debe implementar lgica de control en relacin a Flujo de combustible vs Velocidad motor.

Instalacin de Variador de Velocidad en motor Blower Hornos Refino

El ventilador de combustin hornos de refino, es el equipo que suministra el aire para los quemadores por culata hornos de refino, el cual funciona segn las necesidades del proceso.

El motor del Ventilador aire Quemador debe ser capaz de suministrar aire para cumplir relacin estequiometria con el combustible, se trata de un Ventilador que controla el flujo a travs de estrangulamiento en su salida (Vlvula de control).

Informacin considerada para el anlisis

8. El motor trabaja en una corriente promedio 53 Amp de un corriente nominal de 75 Amp, el factor Carga es de un 70%.9. De acuerdo al punto anterior calculamos que la potencia real consumida es de 30 kw.10. Segn tendencia la apertura promedio de la vlvula es de un 62 %.11. Se ha medido presin en cmara de combustin y esta no supera los 9 Kpa de los 16 de diseo.12. Segn leyes de afinidad de maquinas (ventiladores y Bombas) la potencia real necesaria de acuerdo a las mediciones obtenidas es de 18 kw.13. Segn el punto 5 podemos decir que la mejor opcin para este caso es la instalacin de un Variador de Frecuencia ya que una disminucin del 20% de la velocidad puede disminuir hasta un 50% de la potencia real consumida.14. Se aplicaran 3 herramientas para calcular Ahorro estimado: Ley de afinidad bombas y ventiladores, SinaSave (Siemens), FanSave (ABB).

Comportamiento Operacin Blower Refino 1

Calculo de flujo, potencia Diseos vs Real segn leyes de afinidad

Aplicando Herramienta SinaSave (Software para calculo eficiente de energa Siemens) Datos

Cuadro resumen de ahorros esperados

Resumen mejoras Esperadas

1. En partida de motor controlaramos la corriente por lo que aumenta vida til componentes MCC y motor.2. La instalacin de un VDF permitira un ahorro estimado promedio de US $ 9.857 a partir Segundo ao.3. Costo estimado instalacin y compra VDF US $ 8.000.4. Segn estimacin costo de mejora se recupera en 11 meses de operacin5. Se debe implementar lgica de control en relacin a Flujo de combustible vs Velocidad motor.6. Se ve una oportunidad de US $ 29.500 al implementar uso variadores Hornos Refinos 1, 2,3

Mejora por remplazo de motores eficientes

Se realiza un estudio del parque de motores del complejo metalrgico Altonorte, se verifican las potencias, cantidad de horas de trabajo anual, el factor de carga y el costo actual de la energa. Debido a estos conceptos se realiza una seleccin exhaustiva de motores, de las diferentes plantas del proceso de fundicin de cobre y produccin de acido sulfrico. Para determinar el cambio de motores de alta eficiencia.

Una vez determinado los motores a reemplazar, se contacta con los proveedores de las diferentes marcas (ABB, Siemens, WEG, VEN), se envan los datos de los motores estndar, con sus potencias, numero de serie, tipo de montaje, FRAME. De esta manera los proveedores envan las cotizaciones y fichas tcnicas de cada uno de los motores a remplazar.

Teniendo los datos de los motores de alta eficiencia y los datos antes mencionados, potencias, cantidad de horas de trabajo anual, el factor de carga y el costo actual de la energa, aplicando la siguiente formula se obtiene la cantidad de energa que se puede ahorrar por el concepto de cambio de motores.

S = Ahorro en dlares anualesHP= Potencia de la del motorL = Porcentaje de carga respecto a la potencia nominal C = Costo del KW de energa en dlaresT = Cantidad de horas de trabajo anual del motorEA= Eficiencia motor estndarEB= Eficiencia del motor de alta eficiencia

Opcin por Reemplazo de motores GA 200 Planta de Aire

Los compresores GA 200 de la planta de aire nmero uno, proporciona el aire de inyeccin y transporte de concentrado hacia reactor. Motores utilizados compresores Atlas Copco GA 200 existen instalados 6 de los cuales operan 5 en forma continua.

Ahorro de energa, por concepto de reemplazo de motores por motores Eficientes dado por:

1. Tiempo de trabajo 8500 Hrs Anuales.2. Funcionamiento de 5 motores de 200 Kw forma constante y a plena carga.3. El factor carga de motores es del rango de 0,97 a 1,11 de la carga nominal

Grafica Consumo Actual Motor

Cuadro ahorro esperado por concepto de reemplazo de motores eficientes:

Se considera eficiencia de 89,5 % algunos motores ya que han sido rebobinados ms de 2 veces, segn antecedentes se debe aplicar la perdida de eficiencia de 1,5 % por cada 1 vez rebobinado. Antecedentes entregados por proveedor indica que eficiencia de motores en ao 2000 era de 91,5 %

[2]

Cuadro Reemplazo de Diferentes motores Fundicin Altonorte

Evaluacin econmica proyecto

De acuerdo a la cantidad de energa, que se puede ahorrar en el proyecto de eficiencia energtica, complejo metalrgico Altonorte. En el proyecto se evala en un plazo de 10 aos, donde solamente por concepto de ahorro de energa se prevn ingresos de 520 mil dlares anuales, que se irn incrementando acorde al valor del costo de energa, llegando al decimo ao a 650 mil dlares de ingreso anual. Otro concepto a considerar en cuanto a ingresos, es la reduccin de mantencin en los equipos instalados ya sea VDF y Motores de alta eficiencia y por ltimo se considera la reduccin de toneladas de CO2 emitidas por concepto de ahorro de energa, debido a la matriz energtica del SING, que evaluada segn el tratado de Kyoto, donde se considera un valor de 10 dlares por tonelada de CO2, que en el proyecto alcanza un valor de 22 mil dlares.

El costo del proyecto en gran parte esta considerado el recambio de motores de alta eficiencia, que en conjunto con el valor de instalacin y la compra e instalacin de VDF, llega a un valor de 1,5 millones de dlares.

La depreciacin de los equipos se realiza en un plazo de 10 aos sin valor residual, esto se aplica segn la polica del complejo metalrgico Altonorte.

El valor antes mencionado de 1,5 millones de dlares de inversin, es en el caso que se ejecutara el proyecto en su totalidad.

Con una tasa de rentabilidad exigida de 19%, se obtiene la recuperacin de la inversin en el cuarto ao y al final del periodo una ganancia de 4,2 millones de dlares , con un VAN 501.191 y un TIR 29%

Diagrama proyeccin

Proyeccin optimista de proyecto eficiencia energtica complejo metalrgico AltonorteGRAFICOS

Se considera que del 2 % de ahorro logrado en esta etapa, se debe seguir trabajando hasta llegar a un 4 %, hacindolo sostenible en el tiempo.

El ahorro logrado de 2 % est distribuido en de la siguiente forma.

Por concepto por optimizacin de procesos se estima la siguiente ahorro

Por concepto de implementacin de variadores de frecuencia por vlvulas de control en aplicaciones de ventiladores centrfugos que operan a un 80% o menos de su capacidad de diseo se estima la siguiente Ahorro

Proyeccin de proyecto eficiencia energtica complejo metalrgico Altonorte.

De acuerdo al consumo actual de de 360 GWh, Altonorte proyecta un crecimiento en el consumo de 10% durante los prximos 10 aos distribuidos en un 1% anual.

De acuerdo a las proyecciones declaradas por el CDEC-SING en la pgina de la comisin nacional de energa indica que la proyeccin de los precios de energa debieran estimarse en un 1,34 % comparado a los precios actuales.

Si bien es cierto los clientes libres fijan un valor en la potencia contratada, existe un costo variable en la factura mensual que depende del tipo de combustible utilizado para generacin de electricidad.

En base a lo planteado en el punto anterior podemos decir que solo en el ao 2011 en el mes de febrero el Kwh tena un valor de Us $ 0,055 en mes de agosto ya presentaba un valor de Us $ 0,062 producindose una variacin de 10 % real en menos de un ao.

Precio de Carbn E-CL declarado al CDEC SING

PC(n-1) = Precio del carbn en US$/ton (6000 kcal/kg, poder calorifico inferior)puesto en canchas de la Central Trmica Mejillones, vigente al ltimo da del mes anterior al mes n, de acuerdo a lo informado al CDEC-SING

Precio de Gas E-CL declarado al CDEC SING

PG(n-1) = Del mes anterior al mes n, de acuerdo a lo informado al CDEC-SING.

Formula de cargo por potencia

Formula de cargo por Energa

Se considera una proyeccin de costos de combustibles de nuestra matriz energtica de acuerdo a lo proyectado por el CDEC-SING.

Fuentes de proyeccin CNE

Carbn trmico

2014 - 2021 precio modulado segn proyeccin de P&G escenario base dic-2010 Flete Handymax medio 2010: 18,02 US$/ton Precio de Paridad de carbn se considera en Ventana.

Gas

Estimacin CNE sobre la base de contratos informados por GNL Mejillones Hasta diciembre 2013 se utiliza precios futuros del 16.02.11 para Henry Hub (NYMEX) 2014 en adelante, modulacin de los precios futuros con las variaciones anuales de los precios proyectados por Purvin & Gertz en escenario base.

Actualmente logramos un ahorro de un 2% con respecto a nuestra factura anual el objetivo es llegar a un 4 % y mantenerlo por los prximo 10 aos. Hasta ahora por concepto de instalacin de motores eficientes aportara un 53 % del 2 % logrado esto debera mantenerse en el tiempo. De acuerdo al crecimiento del consumo proyectado debiera aumentar el ahorro en la eficiencia de los procesos de 23 % actual a 27 %. El ahorro inicial por instalacin de Variadores que actualmente aporta un 24 % debiera disminuir o a lo menos mantenerse una vez implementad

Proyeccin de valores calculados en base programa mejora continua eficiencia energtica

Captulo 4

RESULTADOS

De los tres criterios tcnicos aplicados en el proyecto de eficiencia energtica complejo metalrgico Altonorte. La optimizacin de procesos tiene un horizonte de implementacin a corto plazo, debido a que necesita un bajo costo de inversin, su principal fuerte es sensibilizar al personal de operaciones, para que pueda hacer un uso eficiente de la energa en los procesos donde se puede aplicar esta opcin de mejora, pudiendo alcanzar 80% en la baja del consumo de energa.

El segundo criterio aplicado, tiene que ver con el uso de VDF en ventiladores de flujo variable, esta solucin tiene una viabilidad demostrada, atreves de la leyes de afinidad, el software de ABB fansave y software de SIEMENS sinasave, donde se obtuvieron resultados bastante similares. Indican que el uso de VDF en ventiladores que actualmente estn controlados por vlvulas o (dmper de admisin y salida), mejoran la eficiencia del equipo considerablemente, llegando a un 47% de ahorro de energa en los equipos que se aplica este mtodo.

El tercer criterio aplicado es el remplaz de motores obsoletos y de baja eficiencia, por motores de alta eficiencia, los cuales de acuerdo a la cantidad de horas de trabajo anual, el factor de carga, la potencia, el precio de la energa y la diferencia de la eficiencias de el motor estndar versus el motor eficiente, demuestran que la mayora de los motores contemplados a remplazar por motores eficientes, se puede pagar la inversin aproximadamente en dos aos y estos nuevos motores aparte de bajar el consumo de energa, tambin contribuyen en la reduccin de los costos de mantencin y aumentar la fiabilidad.

Captulo 5

DISCUSIN Y CONCLUSIONES

Conclusiones

El constante aumento del consumo de energa y la creciente preocupacin con respecto a las emisiones de gas de efecto invernadero, da una relevancia a la bsqueda de nuevas estrategias para mejorar la eficiencia de los procesos industriales.

El proyecto de eficiencia energtica elaborado para el complejo metalrgico Altonorte, logra un ahorro de energa correspondiente a un 1,98%, que en trminos econmicos significa un ahorro por concepto de energa de 600 mil dlares anuales. La inversin requerida para el proyecto se termina de pagar en tercer ao y el decimo ao se puede obtener una ganancia de 6 millones de dlares.

El proyecto consigue demostrar que la optimizacin de procesos, es un valor fundamental en las nuevas forma de operaciones, obtenido producciones optimas con el mnimo consumo de energa.

El proyecto deja en claro que la utilizacin de motores eficientes y variadores de frecuencia mejora considerablemente el rendimiento de los equipos en el complejo metalrgico Altonorte.

Los alcances de este proyecto pueden expandirse en gran escala dentro del complejo metalrgico altonorte, debido al cambio de conciencia y eliminacin de paradigmas en el personal, con lo cual se puede seguir mejorando continuamente y tambin por la diversidad de procesos y aplicaciones que pueden desarrollarse de mejor forma.

Debido una buena acogida por parte de la gerencia de mantenimiento y la superintendencia de energa, el proyecto se encuentra actualmente en la primera fase de su ejecucin, que se compone en implementar las medidas blandas para la optimizacin de procesos.

Recomendaciones

Uno de los mayores obstculos para la evaluacin de los potenciales de mejoramiento de la eficiencia con que se usa la energa se refiere a la falta de informacin detallada respecto de los usos finales de la energa elctrica para cada una de las categoras de formas de control de equipos, de esta y la existencia de marcos regulatorios que ignoran la eficiencia energtica. A continuacin se enumeran algunas recomendaciones para avanzar hacia los objetivos esperados y as avanzar en vas de la mejora continua, en el complejo metalrgico Altonorte, en donde existe un vasto campo.

a) Realizar un estudio acabado de las formas de control de flujo en bombas y ventiladores centrfugos, esto significa realizar la evaluacin de curvas de trabajo del equipo, utilizando VDF lo cual incrementa considerablemente el rendimiento del equipo.b) Realizar catalogacin de motores eficientes y disponer de ellos, cuando se necesite cambiar un motor obsoleto o quemado y evitar rebobinar motores, por la problemtica que esto conlleva por la prdida de eficiencia de los equipos cercano al 2%.c) Para la realizacin de proyectos nuevos, es indispensable la consideracin de motores eficientes en la mayora de sus aplicaciones, y el estudio de utilizacin de VDF.d) Realizar un estudio de eficiencia energtica en los sistemas de iluminacin del complejo metalrgico Altonorte, el cual presenta bastantes deficiencias estructurales, disposicin de equipos, control inadecuado y verificacin del tipo de equipos utilizados.e) Realizar capacitaciones a todo el personal de la importancia del uso eficiente de la energa elctrica, para as producir un cambio de conciencia colectivo en todo el personal del complejo metalrgico Altonorte.f) Realizar mejoras en los sistemas de control y automatizacin en procesos que tienen algn grado de deficiencia o que sean controlados manualmente.g) Designar personal que se dedique exclusivamente, en la bsqueda de opciones de mejora y optimizacin de procesos en forma continua y que valla de la mano con el conocimiento de los procesos operacionales del complejo metalrgico Altonorte.

Captulo 6

REFERENCIAS

[1] Agencia Chilena De Eficiencia Energtica [http://www.acee.cl/576/channel.html]

[2] Eficiencia De Motores [http://library.abb.com] Optimizacin del rendimiento durante la vida til de los motores, por Roelof Timmer, Mikko Helinko, Ritva Eskola

[3] Ahorro De Energa Con VDF [http://www.conae.gob.mx/work/sites/CONAE/resources/LocalContent/2324/1/images/variadores.pdf], por Roger Garca Neri

[4] Uso de VDF en aplicaciones de ventiladores y bombas [http://www.powerelectronics.es/inicio/index.php?idioma=es].

[5] Siemens proveedor del software SINASAVE, Para calculo de uso de VDF [http://www.industry.siemens.com/topics/global/en/energy-efficient-production/energy-saving-tools/energy-efficiency-software-sinasave/Pages/Default.aspx]

[6] ABB proveedor de software FANSAVE, para simulacin del uso de VDF [http://www.abb.com/product/seitp322/5b6810a0e20d157fc1256f2d00338395.aspx]

[7] Cotizaciones de motores eficientes WEG [http://www.weg.net/cl/Productos-y-Servicios/Motores]

[8]Cotizaciones de motores eficientes VEM [

[9]Cotizaciones de motores eficientes Simens, [

[10] Facturas de consumo de energa complejo metalrgico Altonorte, Base de datos intranet Xstrata copper

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ANEXOS

ANEXO A - FICHA TECNICA DE MOTORES

ANEXO B COTIZACIONES MOTORES ALTA EFICIENCIA

ANEXO C- FACTURAS DE CONSUMO DE ENERGIA XSTRATA COPPER ALTONORTE