Maestría en Administración de la Energía y sus Fuentes Renovables
Curso: Proyecto de Energía I
2024
Auditoria energética y propuestas para Fábrica Nestlé
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Equipo2Dra. Aída Gándara Ing. Daniel Gonzalo
Antecedentes
Datos
Análisis
Objetivos SMART
Recomendaciones
Bibliografía
La fábrica de Nestlé en Veracruz se enfoca en la producción de café soluble, aglomerado y liofilizado. Esta fábrica fue inaugurada recientemente en el 2021 y cuenta con un volumen de producción anual aproximado de 17,000 toneladas de Nescafé en distintas presentaciones
01
Los servicios industriales que emplea son: aire comprimido, iluminación, agua suavizada, agua helada, gas natural, y cuentan con equipos como motores, bandas transportadoras, ventiladores, compresores que utilizan energía eléctrica
01
Hallazgos del FODA
• Fortaleza: Cuenta con sistemas de información centralizada que permite determinar tendencias, analizar consumos y encontrar áreas de oportunidad • Oportunidad: Al ser una fábrica nueva, hay oportunidad de fortalecer la metodología para establecer líneas base que permitan identificar mejores usos de insumos (energía, recursos naturales, etc) • Debilidades: Alta dependencia en abastecimiento energético de CFE, mismo que al tener cortes o variaciones de voltaje afectan las líneas de producción de la fábrica • Uso de sistemas de gestión de anormalidades para atacar problemas mecánicos, eléctricos y dar seguimiento de forma priorizada a los requerimientos de fábrica
En virtud de los altos consumos de energía eléctrica y de gas natural, una de las principales áreas de oportunidad de la fábrica, y en donde gran parte del proyecto se enfocará, es en lograr caracterizar el consumo energético de uno de sus principales procesos productivos: el secador Egron
INFORME TECH
01
Bases de la auditoria energética
La auditoría energética parte de los consumos históricos del 2023 y de lo que va del 2024. Como se ha mencionado anteriormente, las dos formas de energía que emplea la fábrica son: energía eléctrica y gas natural.
02
03
01
El consumo de energía eléctrica presenta varios picos, se observan algunos mínimos en los meses de febrero, julio y noviembre. Por otra parte, el mes de octubre corresponde al mayor consumo del 2023. Las variaciones que presenta el consumo de energía eléctrica no muestran una tendencia a lo largo de las distintas estaciones del año.
En el caso del gas natural no se identifica alguna regularidad en relación con las estaciones del año, presentado dos máximos durante los meses de marzo y agosto.
Estos picos coinciden con la tendencia al alza del consumo de energía eléctrica.
La energía eléctrica es suministrada por CFE mediante una acometida subterránea que a su vez alimenta a tres subestaciones eléctricas. La tarifa eléctrica de CFE es la GDMTH.
INFORME TECH
02
Datos
La variable más relevante que afecta los consumos de energía de la planta: el volumen de producción de café
Las bases de la auditoria arrojaron un hallazgo relevante: las demandas de energía en sus dos formas no son función de las estaciones del año, lo que conduce a considerar que el factor mandatorio es el volumen de producción.
Tanto el consumo unitario de energía eléctrica como el del gas natural presentan dos máximos durante los meses de julio y noviembre, justo cuando la producción total presenta valores mínimos. Esto confirma que la producción es el factor que afecta sensiblemente los consumos de energía. Desde una perspectiva económica, cuando baja la producción los costos de energía por unidad producida se incrementan
02
Línea base y distribución de consumos área Secador Egron
El escenario base de la fábrica Nestlé se centrará en el Secador Egron por ser uno de los mayores consumidores de energía eléctrica y de gas natural.
Este escenario base contempla dos formas de energía:
• Energía eléctrica: para abastecer el sistema de iluminación, aire acondicionado y producción
• Gas natural: para el área de producción en la generación de aire caliente
INFORME TECH
03
Analisis Consumos
Identificación de Fuentes Energéticas Principales
03
Consumo Secador EGRON
Equipos de la instalación
El EGRON funciona gracias a diferentes sistemas como ventiladores, bombas, helicoidales y motores. Se realizó un listado de todos ellos, se identifico su potencia, y se calculo la energía consumida en función al tiempo de operación
Secador EGRON
El secador EGRON es la parte final del proceso de manufactura de café soluble, el cual, consiste en la transfirmación del extracto de café en polvo mediante inyección de aire a temperaturas superiores a los 300°C
INFORME TECH
03
Análisis Consumos EGRON
Hallazgos
Sistema de Calentamiento de Aire - Horno
Se encuentra que los principiales consumidores de electricidad (así como gas natural), son los equipos relacionados con la generación de aire caliente
La primer propuesta se enfocará en reducir / minimizar el consumo enegético del horno
INFORME TECH
03
Análisis (Utilización de Horno)
Prácticas Operativas que afecten el consumo energético
Se plantea la pregunta al personal operativo sobre cuales prácticas operativas actuales para identificar áreas de oportunidad.
Como principales hallazgos se encuentra que los equipos relacionados con el horno pueden mantenerse en operación aún y cuando no se encuentra el secador en producción (secuencias de arranque y pre-calentamiento)
INFORME TECH
03
Análisis del sistema de iluminación. Área secador Egron
El área del Secador Egron cuenta con un total de 232 luminarias que permanecen encendidas las 24 horas del día durante los 365 días del año (24/7).
Características de las luminarias:
- Marca Berghelli
- Modelo BS100LED EXTREME
- Luminarias de última generación resistentes a la corrosión y retardantes de flama
- No se recomienda ningún tipo de reemplazo (Berghelli, s.f.).
No todos los niveles del Secadot Egron demandan iluminación 24/7
INFORME TECH
03
Áreas de oportunidad en el sistema de iluminación
Es factible un ahorro en iluminación de acuerdo con los niveles de iluminación que marca la normatividad y en virtud de la necesidad operacional
INFORME TECH
04
Objetivos SMART
Establecer objetivos en base al análisis realizado
04
Indicadores de los objetivos
Se establecieron objetivos relacionados con las prácticas operativas e indicadores financieros en el caso del sistema de iluminación
Indicador 2: Consumo de energía eléctrica del sistema de iluminación
Indicador 1: Eficiencia de consumo de gas natural
Indicadores financieros (VAN, PRI, TIR) del sistema de iluminación
Eficiencia gas natural = (m3 gas natural)/(kg polvo aglomerado)
Consumo E.E iluminación = KWh iluminación/año
INFORME TECH
04
Objetivo 1
Consumo de gas natural en m3 / kg polvo
Se establece que la cantidad de gas natural consumida por kg de polvo es un indicador relevante para determinar la eficiencia del uso de los sistemas del horno.
Reducir el consumo de gas natural unitario en el proceso del secador Egron a 0.4 m3 por Kg de polvo de forma consistente mediante la implementación de buenas prácticas de operación del Horno como la reducción de temperatura durante secuencias de Main Motors / PreHeating de 300°C a 170°C y la reducción del 30% de las horas en espera de arranque a partir del 3Q de 2024
INFORME TECH
04
Objetivo 2
CConsumo de energía eléctrica en sistema de iliuminación KWh/mes
Se establece que la cantidad de energía consumida en el árae del Egron en (KWh/mes es un indicador relevante para incrementar la eficiencia del sistema de iluminación
Reducir el consumo de energía eléctrica destinada para iluminación del área hasta en un 50%, lo que equivale a un ahorro anual de 100,224 KWh. Recordando que la tarifa eléctrica de CFE que aplica actualmente para la fábrica de Nestlé es la GDMTH, considerando a partir de esta tarifa un costo unitario promedio de 2.5 $/KWh, el ahorro anual, equivalente en pesos mexicanos, es de 250,560 MXN
INFORME TECH
05
Conclusiones y recomendaciones
Las recomendaciones y conclusiones atienden los 2 objetivos SMART: operación del horno y la iluminación
Operación del horno:
- Monitorear de forma semanal / mensual el consumo unitario en m3/kg polvo en los distintos foros de la organización
- Minimizar los tiempos de paro no planeado por falta de extracto.
- Capacitación para sensibilizar al personal operativo en beneficios por reducción de temperatura de horno.
Iluminación:
- En los niveles 3, 4, 5 y 7, en los cuales no se requiere iluminación 24/7, instalar en todas las luminarias sensores de movimiento.
- En los niveles 0 y 6, y en las escaleras, disminuir los niveles de iluminación alternarndo mensualmente el empleo de las luminarias, encendiendo sólo el 50%.
- Atender ante todo la seguridad de los empleados y la normatividad
En general: Fomentar una cultura del cuidado de todos los recursos entre los empleados del área del Secador Egron.
INFORME TECH
Bibliografía
Berghelli. (s.f). Illumina BS100LED EXTREME. Recuperado de: https://beghelli.com.mx/products/profile.php?product=illumina%C2%AE%20bs100led%20extreme
Berghelli. (s.f). Sensor de movimiento PIR. Recuperado de: https://beghelli.com.mx/_assets/uploads/products/fichas/sensor_pir.pdf
Banner. (s.f). Calculadora de lux a lúmenes: ¿Cuánta luz necesita? Recuperado de: https://www.bannerengineering.com/mx/es/company/expert-insights/lux-lumens-calculator.html
Economipedia. (2014). Payback o plazo de recuperación. Recuperado de: https://economipedia.com/definiciones/payback.html
Gobierno de México, Secretaría del Trabajo y Previsión Social. (2008). NOM-025.STPS-2008, condiciones de iluminación en los centros de trabajo. Recuperado de: https://asinom.stps.gob.mx/upload/noms/Nom-025.pdf
INFORME TECH
Gracias
Describe the problem you are going to solve and, above all, the reason why your idea is interesting
We don't like to bore. We don't want to be repetitive. Communicating the same way is boring and doesn't engage. We do it differently. We sabotage boredom. We create what the brain likes to consume because it stimulates it.
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We don't like to bore. We don't want to be repetitive. Communicating as usual is boring and doesn't engage. We do it differently. We sabotage boredom. We create what the brain enjoys consuming because it stimulates it.
We don't like to bore. We don't want to be repetitive. Communicating in the same way always bores and doesn't engage. We do it differently. We sabotage boredom. We create what the brain enjoys consuming because it stimulates it.
PEI Fase 4 equipo2
aida.gandara
Created on June 22, 2024
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Maestría en Administración de la Energía y sus Fuentes Renovables Curso: Proyecto de Energía I
2024
Auditoria energética y propuestas para Fábrica Nestlé
Start
Equipo2Dra. Aída Gándara Ing. Daniel Gonzalo
Antecedentes
Datos
Análisis
Objetivos SMART
Recomendaciones
Bibliografía
La fábrica de Nestlé en Veracruz se enfoca en la producción de café soluble, aglomerado y liofilizado. Esta fábrica fue inaugurada recientemente en el 2021 y cuenta con un volumen de producción anual aproximado de 17,000 toneladas de Nescafé en distintas presentaciones
01
Los servicios industriales que emplea son: aire comprimido, iluminación, agua suavizada, agua helada, gas natural, y cuentan con equipos como motores, bandas transportadoras, ventiladores, compresores que utilizan energía eléctrica
01
Hallazgos del FODA
• Fortaleza: Cuenta con sistemas de información centralizada que permite determinar tendencias, analizar consumos y encontrar áreas de oportunidad • Oportunidad: Al ser una fábrica nueva, hay oportunidad de fortalecer la metodología para establecer líneas base que permitan identificar mejores usos de insumos (energía, recursos naturales, etc) • Debilidades: Alta dependencia en abastecimiento energético de CFE, mismo que al tener cortes o variaciones de voltaje afectan las líneas de producción de la fábrica • Uso de sistemas de gestión de anormalidades para atacar problemas mecánicos, eléctricos y dar seguimiento de forma priorizada a los requerimientos de fábrica
En virtud de los altos consumos de energía eléctrica y de gas natural, una de las principales áreas de oportunidad de la fábrica, y en donde gran parte del proyecto se enfocará, es en lograr caracterizar el consumo energético de uno de sus principales procesos productivos: el secador Egron
INFORME TECH
01
Bases de la auditoria energética
La auditoría energética parte de los consumos históricos del 2023 y de lo que va del 2024. Como se ha mencionado anteriormente, las dos formas de energía que emplea la fábrica son: energía eléctrica y gas natural.
02
03
01
El consumo de energía eléctrica presenta varios picos, se observan algunos mínimos en los meses de febrero, julio y noviembre. Por otra parte, el mes de octubre corresponde al mayor consumo del 2023. Las variaciones que presenta el consumo de energía eléctrica no muestran una tendencia a lo largo de las distintas estaciones del año.
En el caso del gas natural no se identifica alguna regularidad en relación con las estaciones del año, presentado dos máximos durante los meses de marzo y agosto. Estos picos coinciden con la tendencia al alza del consumo de energía eléctrica.
La energía eléctrica es suministrada por CFE mediante una acometida subterránea que a su vez alimenta a tres subestaciones eléctricas. La tarifa eléctrica de CFE es la GDMTH.
INFORME TECH
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Datos
La variable más relevante que afecta los consumos de energía de la planta: el volumen de producción de café
Las bases de la auditoria arrojaron un hallazgo relevante: las demandas de energía en sus dos formas no son función de las estaciones del año, lo que conduce a considerar que el factor mandatorio es el volumen de producción.
Tanto el consumo unitario de energía eléctrica como el del gas natural presentan dos máximos durante los meses de julio y noviembre, justo cuando la producción total presenta valores mínimos. Esto confirma que la producción es el factor que afecta sensiblemente los consumos de energía. Desde una perspectiva económica, cuando baja la producción los costos de energía por unidad producida se incrementan
02
Línea base y distribución de consumos área Secador Egron
El escenario base de la fábrica Nestlé se centrará en el Secador Egron por ser uno de los mayores consumidores de energía eléctrica y de gas natural.
Este escenario base contempla dos formas de energía: • Energía eléctrica: para abastecer el sistema de iluminación, aire acondicionado y producción • Gas natural: para el área de producción en la generación de aire caliente
INFORME TECH
03
Analisis Consumos
Identificación de Fuentes Energéticas Principales
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Consumo Secador EGRON
Equipos de la instalación
El EGRON funciona gracias a diferentes sistemas como ventiladores, bombas, helicoidales y motores. Se realizó un listado de todos ellos, se identifico su potencia, y se calculo la energía consumida en función al tiempo de operación
Secador EGRON
El secador EGRON es la parte final del proceso de manufactura de café soluble, el cual, consiste en la transfirmación del extracto de café en polvo mediante inyección de aire a temperaturas superiores a los 300°C
INFORME TECH
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Análisis Consumos EGRON
Hallazgos
Sistema de Calentamiento de Aire - Horno
Se encuentra que los principiales consumidores de electricidad (así como gas natural), son los equipos relacionados con la generación de aire caliente
La primer propuesta se enfocará en reducir / minimizar el consumo enegético del horno
INFORME TECH
03
Análisis (Utilización de Horno)
Prácticas Operativas que afecten el consumo energético
Se plantea la pregunta al personal operativo sobre cuales prácticas operativas actuales para identificar áreas de oportunidad.
Como principales hallazgos se encuentra que los equipos relacionados con el horno pueden mantenerse en operación aún y cuando no se encuentra el secador en producción (secuencias de arranque y pre-calentamiento)
INFORME TECH
03
Análisis del sistema de iluminación. Área secador Egron
El área del Secador Egron cuenta con un total de 232 luminarias que permanecen encendidas las 24 horas del día durante los 365 días del año (24/7).
Características de las luminarias:
No todos los niveles del Secadot Egron demandan iluminación 24/7
INFORME TECH
03
Áreas de oportunidad en el sistema de iluminación
Es factible un ahorro en iluminación de acuerdo con los niveles de iluminación que marca la normatividad y en virtud de la necesidad operacional
INFORME TECH
04
Objetivos SMART
Establecer objetivos en base al análisis realizado
04
Indicadores de los objetivos
Se establecieron objetivos relacionados con las prácticas operativas e indicadores financieros en el caso del sistema de iluminación
Indicador 2: Consumo de energía eléctrica del sistema de iluminación
Indicador 1: Eficiencia de consumo de gas natural
Indicadores financieros (VAN, PRI, TIR) del sistema de iluminación
Eficiencia gas natural = (m3 gas natural)/(kg polvo aglomerado)
Consumo E.E iluminación = KWh iluminación/año
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04
Objetivo 1
Consumo de gas natural en m3 / kg polvo
Se establece que la cantidad de gas natural consumida por kg de polvo es un indicador relevante para determinar la eficiencia del uso de los sistemas del horno.
Reducir el consumo de gas natural unitario en el proceso del secador Egron a 0.4 m3 por Kg de polvo de forma consistente mediante la implementación de buenas prácticas de operación del Horno como la reducción de temperatura durante secuencias de Main Motors / PreHeating de 300°C a 170°C y la reducción del 30% de las horas en espera de arranque a partir del 3Q de 2024
INFORME TECH
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Objetivo 2
CConsumo de energía eléctrica en sistema de iliuminación KWh/mes
Se establece que la cantidad de energía consumida en el árae del Egron en (KWh/mes es un indicador relevante para incrementar la eficiencia del sistema de iluminación
Reducir el consumo de energía eléctrica destinada para iluminación del área hasta en un 50%, lo que equivale a un ahorro anual de 100,224 KWh. Recordando que la tarifa eléctrica de CFE que aplica actualmente para la fábrica de Nestlé es la GDMTH, considerando a partir de esta tarifa un costo unitario promedio de 2.5 $/KWh, el ahorro anual, equivalente en pesos mexicanos, es de 250,560 MXN
INFORME TECH
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Conclusiones y recomendaciones
Las recomendaciones y conclusiones atienden los 2 objetivos SMART: operación del horno y la iluminación
Operación del horno:
Iluminación:
En general: Fomentar una cultura del cuidado de todos los recursos entre los empleados del área del Secador Egron.
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Bibliografía
Berghelli. (s.f). Illumina BS100LED EXTREME. Recuperado de: https://beghelli.com.mx/products/profile.php?product=illumina%C2%AE%20bs100led%20extreme Berghelli. (s.f). Sensor de movimiento PIR. Recuperado de: https://beghelli.com.mx/_assets/uploads/products/fichas/sensor_pir.pdf Banner. (s.f). Calculadora de lux a lúmenes: ¿Cuánta luz necesita? Recuperado de: https://www.bannerengineering.com/mx/es/company/expert-insights/lux-lumens-calculator.html Economipedia. (2014). Payback o plazo de recuperación. Recuperado de: https://economipedia.com/definiciones/payback.html Gobierno de México, Secretaría del Trabajo y Previsión Social. (2008). NOM-025.STPS-2008, condiciones de iluminación en los centros de trabajo. Recuperado de: https://asinom.stps.gob.mx/upload/noms/Nom-025.pdf
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Gracias
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