Evaluación técnico económica sobre la implementación de nuevo sistema de calefacción para planta de Decapado, empresa Electrolux Chile

Abstract

El presente trabajo contempla la evaluación técnica y económica para la sustitución de un equipo de calentamiento de alto gasto energético (lo que genera costos elevados) por uno de menor consumo en el área de Decapado de la empresa Electrolux. El equipo actual es una Caldera a Vapor, en donde su función es transformar agua en vapor el cual es recirculado por la propia presión del fluido hacia unos intercambiadores de calor en donde se produce el intercambio de energía hacia las piscinas del área de Decapado. Estas piscinas contienen fluidos alcalinos y son las encargadas de limpiar o eliminar los residuos e impurezas de los aceros. Hoy en día el consumo de combustible por jornada de trabajo es de aproximadamente 841 de gas natural (GN) y 213 de agua. Actualmente los desembolsos de efectivo para cubrir los costos operacionales del área se han elevado en forma progresiva. Esta situación se debe al uso intensivo de calefacción que se necesita para poder decapar los aceros, los cuales conforman el producto final. Consecuente con lo requerido por la empresa y con los objetivos específicos de este proyecto de reducir costos operacionales, se estudió técnicamente la implementación de un calentador de agua. En primer lugar se procedió a efectuar un levantamiento de los procesos operativos del área en estudio. Los principales procesos detectados fueron: encendido de caldera, elevación de temperatura de piscinas, carga de material en las diferentes piscinas (4) y finalmente lavado y secado. Posteriormente se procedió a determinar en forma técnica los parámetros necesarios del área de Decapado que sirvieran de requisito para implementar una nueva tecnología más eficiente. Dichos parámetros se obtuvieron desde las disciplinas de transferencia de calor y posteriormente mecánica de fluidos.Los resultados obtenidos de transferencia de calor fueron los requerimientos energéticos y los tiempos necesarios para la transferencia de esta energía los cuales fueron 4.159.100 KJ (995.000 Kcal) y 3.5 horas respectivamente y en cuanto a mecánica de fluidos. Se logró determinar y seleccionar los equipos de bombeo necesarios para la recirculación del fluido para el nuevo sistema (ya que se espera cambiar el vapor que se utiliza actualmente por agua a altas temperaturas), estos equipos son dos bombas TP-80-140/2 marca Grundfos. Con lo anterior se estima reducir considerablemente los consumos hasta en un 58% de combustible gas natural, eliminando los gatos por consumo de agua (consumo de agua mínimo, despreciable). Complementariamente el levantamiento del layout de la situación actual del área, permitió establecer la lejanía de la Caldera y la relevancia de esto en la operación del Decapado. El nuevo Calentador se ubicará aproximadamente a 2 metros de las piscinas, lo que hará que el proceso sea más eficiente, aprovechando mejor el calor generado, todo esto gracias a las dimensiones del nuevo Dispositivo. A la vez, se eliminó el proceso de encendido de caldera lo que permitirá eliminar toda el área de la actual Caldera de Vapor y los recursos humanos asociados a ese proceso (operador). El resultado de esto será que el operario que se encuentra en el área de Decapado pueda realizar las dos funciones, manejar las piscinas y el nuevo Calentador de agua. El nuevo dispositivo se evaluó económicamente mediante el método de reemplazo de equipo y cuyos flujos de caja a un horizonte de evaluación de dos años dieron como resultado un TIR de 15% y un VAN de $1.805.169. El tiempo de recuperación de la inversión es de 1 año y 11 meses, con una TIR de 12% y un VAN de $510.188. Finalmente, el impacto a largo plazo de este cambio de tecnología trae múltiples beneficios al área operacional de Electrolux. Lo mencionado anteriormente muestra a grandes rasgos los beneficios y ventajas que conlleva la nueva propuesta, pero lo más importante, es que mediante esta implementación se logrará reducir los costos operacionales del Área de Decapado, que es lo que finalmente llevo a la realización del presente proyecto.

El presente trabajo contempla la evaluación técnica y económica para la sustitución de un equipo de calentamiento de alto gasto energético (lo que genera costos elevados) por uno de menor consumo en el área de Decapado de la empresa Electrolux. El equipo actual es una Caldera a Vapor, en donde su función es transformar agua en vapor el cual es recirculado por la propia presión del fluido hacia unos intercambiadores de calor en donde se produce el intercambio de energía hacia las piscinas del área de Decapado. Estas piscinas contienen fluidos alcalinos y son las encargadas de limpiar o eliminar los residuos e impurezas de los aceros. Hoy en día el consumo de combustible por jornada de trabajo es de aproximadamente 841 de gas natural (GN) y 213 de agua. Actualmente los desembolsos de efectivo para cubrir los costos operacionales del área se han elevado en forma progresiva. Esta situación se debe al uso intensivo de calefacción que se necesita para poder decapar los aceros, los cuales conforman el producto final. Consecuente con lo requerido por la empresa y con los objetivos específicos de este proyecto de reducir costos operacionales, se estudió técnicamente la implementación de un calentador de agua. En primer lugar se procedió a efectuar un levantamiento de los procesos operativos del área en estudio. Los principales procesos detectados fueron: encendido de caldera, elevación de temperatura de piscinas, carga de material en las diferentes piscinas (4) y finalmente lavado y secado. Posteriormente se procedió a determinar en forma técnica los parámetros necesarios del área de Decapado que sirvieran de requisito para implementar una nueva tecnología más eficiente. Dichos parámetros se obtuvieron desde las disciplinas de transferencia de calor y posteriormente mecánica de fluidos.Los resultados obtenidos de transferencia de calor fueron los requerimientos energéticos y los tiempos necesarios para la transferencia de esta energía los cuales fueron 4.159.100 KJ (995.000 Kcal) y 3.5 horas respectivamente y en cuanto a mecánica de fluidos. Se logró determinar y seleccionar los equipos de bombeo necesarios para la recirculación del fluido para el nuevo sistema (ya que se espera cambiar el vapor que se utiliza actualmente por agua a altas temperaturas), estos equipos son dos bombas TP-80-140/2 marca Grundfos. Con lo anterior se estima reducir considerablemente los consumos hasta en un 58% de combustible gas natural, eliminando los gatos por consumo de agua (consumo de agua mínimo, despreciable). Complementariamente el levantamiento del layout de la situación actual del área, permitió establecer la lejanía de la Caldera y la relevancia de esto en la operación del Decapado. El nuevo Calentador se ubicará aproximadamente a 2 metros de las piscinas, lo que hará que el proceso sea más eficiente, aprovechando mejor el calor generado, todo esto gracias a las dimensiones del nuevo Dispositivo. A la vez, se eliminó el proceso de encendido de caldera lo que permitirá eliminar toda el área de la actual Caldera de Vapor y los recursos humanos asociados a ese proceso (operador). El resultado de esto será que el operario que se encuentra en el área de Decapado pueda realizar las dos funciones, manejar las piscinas y el nuevo Calentador de agua. El nuevo dispositivo se evaluó económicamente mediante el método de reemplazo de equipo y cuyos flujos de caja a un horizonte de evaluación de dos años dieron como resultado un TIR de 15% y un VAN de $1.805.169. El tiempo de recuperación de la inversión es de 1 año y 11 meses, con una TIR de 12% y un VAN de $510.188. Finalmente, el impacto a largo plazo de este cambio de tecnología trae múltiples beneficios al área operacional de Electrolux. Lo mencionado anteriormente muestra a grandes rasgos los beneficios y ventajas que conlleva la nueva propuesta, pero lo más importante, es que mediante esta implementación se logrará reducir los costos operacionales del Área de Decapado, que es lo que finalmente llevo a la realización del presente proyecto.