El documento describe un sistema inteligente para ahorrar energía en la industria del frío a través de la automatización. Explica cómo los sistemas automáticos como PLC pueden controlar precisamente la temperatura y humedad para reducir los costos de energía en un 15% al optimizar el compresor y la iluminación. El análisis económico muestra que la inversión se recupera en el primer año y genera un VAN positivo, haciendo que el proyecto sea aceptable.

1. SISTEMA INTELIGENTE PARA EL AHORRO ENERGÉTICO EN
LA INDUSTRIA DEL FRÍO.
INTELIGENT SYSTEM ABOUT SERVER ENERGY TO COLDSTORAGE.
Jaime F. Alvarido Machado
Enero 2008
RESÚMEN:
D
emostración económica teórico- práctica del ahorro energético que puede lograrse mediante el
empleo de sistemas inteligentes (autómatas programables, PLCs dedicados) en la Industria del
Frío.
Palabras claves: Ahorro, economía, autómatas, refrigeración.
SUMMARY:
The present job is an technique-economic demonstration about how the use automatic system can to server
for to economize electric power and others energies at the cold-storage plant.
Key words: automatic, economy, electric power, frigorific power.
El trabajo tiene como antecedente la necesidad
de conocer la transformación de cada centavo
invertido, en eficiencia y calidad; así como el
conocer por parte de la Dirección Empresarial el
tiempo de recuperación de la inversión, su
traducción en ahorros y beneficios y, las
posibilidades reales de su expansión a toda la
Red Frigorífica.
Por tal razón se licitaron tres ofertas y la
seleccionada fue aquella que necesariamente
reuniera los requisitos técnicos para satisfacer
todas las expectativas esperadas como
versatilidad, confiabilidad, calidad, terminación
o acabado, adaptabilidad, requisitos de
instalación, tropicalización, piezas de repuesto,
documentación técnica y que cumpliera con las
Normas vigentes; luego se analizó precio,
facilidades de pago, garantía, tiempo de vida útil,
aseguramiento y precio de los repuestos, servicio
post-venta y adiestramiento. El Sistema aceptado
fue el Telewin de la firma italiana PEGO. srl
utilizándose en un frigorífico de once cámaras y
dos temperaturas.
INTRODUCCIÓN:
[1] Los niveles anuales que se requieren exportar
en cualquier frigorífico para su explotación y
mantenimiento son elevados, por tal razón, la
necesidad de encontrar vías encaminadas a elevar
la eficiencia, calidad y garantía de los servicios
en la Industria del Frío, por la importancia que
esta reviste para el mejor y más rápido desarrollo
de la economía de cualquier país y, por lo que
significa para la Cadena Alimentaria, es que
dentro de los planes de desarrollo de cualquier
red frigorífica se debe tener presente marchar
hacia un Sistema para el Control y Supervisión
Inteligente de la temperatura, humedad relativa y
descongelación automática de las cámaras
frigoríficas, así como el control de los
parámetros termodinámicos del resto de los
sistemas como los de enfriamiento y bombeo de
amoníaco, etcétera, que sustituya los métodos
analógicos empleados hoy.
Con el avance actual de la electrónica, en los
países desarrollados y en vías de desarrollo,
como Cuba, se le presta gran atención a la
aplicación de ésta disciplina en todas las ramas
de la industria, donde el problema de establecer
relaciones técnico-económicas ventajosas entre
el costo y la calidad de los servicios prestados,
adquiere un significado primordial.
DESARROLLO:
[2] El análisis Económico utilizado fue el
llamado “De Descuento” que involucra distintos
parámetros tanto técnicos como económicos, con
el objeto de poder aplicar alguno de los criterios
existentes para la aceptación o no de una
1

2. inversión, en éste trabajo se escogieron los
criterios del Valor Actualizado Neto (VAN) y el
de la Tasa de Rendimiento Interno (TIR), dentro
de los muchos criterios existentes, también se
tuvo en cuenta el criterio de algunos autores
quienes plantean como criterio de aceptación que
el tiempo de recuperación de toda inversión debe
ser un tercio del tiempo de la vida útil de la
misma.
Se considerará la amortización por cuanto toda
inversión es un activo fijo que se recupera a
través de ella, siendo una fuente de
financiamiento interna.
[3] El análisis se lleva a cabo mediante la
comparación
económica entre el Sistema
empleado y el que se aplicará, partiendo de un
primer año al que se le llamará año cero.
Se tendrá presente el valor del dinero en el
tiempo por lo que se empleará un coeficiente o
factor de descuento ajustado por cuanto
involucra la tasa de descuento y también la tasa
de riesgo (obtenida por criterio de expertos)
además de los datos siguientes:
Número de cámaras, tamaño y temperatura
empleada; tarifa eléctrica; cantidad, tipo y
potencia de las luminarias y tiempo en que éstas
están encendidas; número de personas que entran
a la cámara y tiempo de permanencia en ella;
tipo de operaciones y tiempo en que se realizan;
tamaño y tiempo de la puerta abierta al entrar o
salir de la cámara; cantidad, tipo y precio de los
equipos que se sustituyen; diferencia entre los
costos entre ambos sistemas de los equipos por la
verificación,
mantenimiento,
reparación,
instalación, transportación, adiestramiento, etc;
diferencias entre los precios de ambos sistemas;
precio de los equipos e insumos que ya no se
emplearán en lo adelante; tasa de interés; tasa de
riesgo; tasa de inflación; impuesto sobre la
utilidades; tasa de cambio; tiempo de vida útil
del nuevo Sistema.
Sobre la base de los datos anteriores se calcula el
factor de descuento ajustado (Fd°) por el cual se
multiplicará el flujo de efectivo para hallar el
flujo de efectivo descontado (Fdes); la sumatoria,
año tras año, de éste flujo de efectivo menos la
inversión inicial, más el valor residual
actualizado del último año de la inversión, da el
Valor Actualizado Neto (VAN), VAN = −I +
ΣFdes° + Vr°, a partir de este valor se calcula la
Tasa de Rendimiento Interno (TIR). Obviamente,
si el valor de el VAN es positivo y el valor de la
TIR es un número mayor que la tasa de
descuento prevaleciente en el mercado de
capitales, el proyecto se acepta.
No es objetivo del presente artículo desarrollar
una clase de economía no obstante, es bueno
señalar que sobre la base del Método de
Descuento se desprende un análisis de flujo de
efectivo, para lo cual se emplean técnicas
llamadas “diferenciales” que se fundamentan en
la diferencia existente entre los distintos gastos
de ambos Sistemas año tras año, así como que el
desembolso inicial también es la diferencia entre
ellos.
Para el cálculo de la energía eléctrica (Q e′ ) año
tras año, es necesario tener en cuenta el costo de
la energía eléctrica según tarifa (Cel) y los precios
inflacionarios del petróleo en por ciento
(Infl/100) elevado al año en curso (n), además,
éste valor se multiplica por la suma del ahorro
de energía eléctrica por concepto del motor
eléctrico del compresor y del ahorro generado
por la racionalización del alumbrado interior de
las cámaras (NE) y (EL) respectivamente Qe′ = Cel
(1+ Infl/100) ∧ n * NET.
La amortización (A) se calcula de forma lineal y
viene dada como la diferencia entre los precios
de ambos sistemas (Ce) dividido por el tiempo de
vida útil (T), por tanto A= Ce/T
Se calculan las utilidades antes de los impuestos
(Cai) o la magnitud del ahorro neto como C ai =
QT –A ,donde QT es el ahorro total dentro del
cual están involucrados los ahorros por energía
eléctrica Qe′; por el precio de los insumos
dejados de utilizar Qc″; los ahorros por la
diferencia entre los distintos gastos de los dos
sistemas Qv″′; el ahorro por el precio de los
equipos que se recuperan Qeq; y la diferencia
entre los precios de los dos sistemas Ce.
El cálculo del Ahorro Neto (A n) después de los
impuestos se calcula como: A n = Cai – (IG/100) *
Cai . donde IG son los impuestos sobre las
ganancias en por ciento.
Anteriormente se había restado la amortización
(A) para calcular las utilidades antes de los
impuestos (Cai), pero ahora se le suma al ahorro
neto (An ) para calcular el flujo de efectivo no
descontado (Fnd) que al multiplicarse por el
factor de descuento (Fd° ) ajustado se halla el flujo
de efectivo descontado (Fdes) y multiplicado por
el año que transcurre (n). A partir del flujo de
efectivo actualizado puede calcularse el VAN y
por último la TIR.
Dentro del cálculo de QT se encuentra el valor de
Qe′ para lo cual es necesario realizar cálculos
mecánicos puesto se encuentra el valor de NET y
dentro del mismo se halla el valor NE que es
igual a 1,15 Ne; para el cálculo de este parámetro
Ne se necesita calcular:
2

3. -La potencia frigorífica del compresor
Qo = K ΣQc / b donde K y b son coeficientes de
ganancia de calor en tuberías y aparatos
respectivamente; ΣQc es la sumatoria de las
cargas térmicas que actúan sobre el compresor
que para éste caso serán tres, ganancia de calor
por la presencia del hombre dentro de cámara;
ganancia de calor por la iluminación; y ganancia
de calor por puerta abierta.
-El efecto frigorífico:
qo = C – L donde C y L son las entalpías de
entrada y salida del evaporador.
-El flujo másico:
M = Qo / qo
-La potencia teórica del compresor:
Nt = M * (D - E) donde D y E son las entalpías
en la descarga y succión del compresor
respectivamente.
-La potencia real del compresor:
Ni = Nt / ηi donde ηi es el coeficiente del
rendimiento real del compresor.
-Por último, se calcula la potencia efectiva en el
eje del compresor:
Ne = (Ni / ηm) / 860 donde ηm es el coeficiente
de rendimiento mecánico del compresor.
para la conservación requerida evitando
puedan surgir microorganismos o deterioros
por exceso de frío.
8. No ha existido hasta el presente reclamación
alguna por parte de los usuarios.
9. Se humaniza notablemente el trabajo del
hombre y su protección física.
10. No presenta ningún tipo de afectación al
Medio ambiente y coadyuva en su beneficio
por cuanto previene los escapes de
refrigerante y aguas negras.
Por todo lo anterior se recomienda la
implementación de sistemas automáticos
mediante el empleo de autómatas programables
dedicados a la industria del frío, por lo
económico que resultan, por su fácil
operatibilidad, robustez y versatilidad..
BIBLIOGRAFIA:
1.
2.
CONCLUSIONES Y
RECOMENDACIONES:
1.
2.
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4.
5.
6.
7.
3.
[4] De acuerdo con los resultados obtenidos
mediante las hojas electrónicas de Excel, el
VAN originó un valor positivo de 33942 y la
TIR, un número igual a 1,77 por tal razón ,
el proyecto se aceptó.
Los beneficios para el primer año de vida
son de $ 6739.00 y de $ 33942.00 para el
quinto y último año de vida de la inversión.
La inversión se recupera desde el primer
año.
El ahorro de energía eléctrica es el 15% del
ahorro total para $5107.00, lo que implica
que con solo ese ahorro se cubren los gastos
de la inversión restando $ 1714.00
Queda demostrado que la automatización
representa una forma más de ahorro también
en la industria del Frío.
Con este tipo de tecnología se obtienen
regímenes
para
la
descongelación
automática dentro de tiempos exactos.
Se incrementa la calidad y eficiencia en el
almacenamiento en frío ya que el control de
la temperatura se logra dentro de rangos casi
exactos propiciando un equilibrio adecuado
entre temperatura y humedad relativa de tal
forma que se obtiene una atmósfera normal
4.
Alvarido Jaime: Tesis de Diplomado
“Análisis de una inversión para el ahorro en
la Industria del Frío”. Año 2000
Alvarido Jaime: “Importancia económica de
la automatización para el ahorro” 1ra
Mención en el XIV Forum Nacional de
Ciencia y Técnica del Comercio Interior.
Año 2002.
Universidad de Cienfuegos: Post-grado
“Gestión total Eficiente de Energía” año
1998.
Centro de Estudios de Economía y
Planificación : Post-grado. “ Evaluación de
Proyectos de Inversión” año 1999.
DATOS DEL AUTOR:
Jaime Felipe Alvarido Machado,
Ingeniero Electricista, Diplomado en
Economía.
Director UEB Redes, Ministerio de la
Agricultura, Conill y Boyeros, Ciudad de
La Habana , Cuba.
Telfs. part. : 768-2930 y 797-4752 Telf.
Trab. 884-5490 y 884-5792
E-mail: alvarido@eicma.cu
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