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UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE
FACULTAD TECNOLÓGICA
DEPARTAMENTO DE GESTIÓN AGRARIA
Validación agro-empresarial del Modelo Análisis Envolvente
de Datos como instrumento para la estimación del nivel de
Ecoeficiencia energética en procesos productivos de Chile.
Estudio de caso: cosecha, embalaje y almacenamiento en frio de uva de mesa.
San Fernando, VI Región.
DANIELA ALEJANDRA VERA REYES
Director de Investigación: José Luis Llanos Asencio
Santiago-Chile
2013
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CAPITULO I: INTRODUCCIÓN
1.1 Introducción
Desde hace varios años en el sector agro-empresarial, existe una gran
preocupación por la preservación del planeta y los recursos que esta misma
entrega. Cada nación, con sus diferentes actores, tanto privados como
gubernamentales, y corporaciones existentes, han dedicado tiempo y dinero ha
estudiar y establecer estrategias, que permitan un uso sostenible de los recursos
en el tiempo, con el fin de hacerlos perdurar y lograr proveer a las futuras
generaciones del mismo privilegio de trabajarlos.
Existen enfoques en la ciencias que se concentran en estudiar el cómo poder
preservar estos recursos, haciendo que el desarrollo productivo no aparezca como
un enemigo del medio ambiente, sino más bien un aliado. Uno de ellos es el
llamado enfoque de la Ecoeficiencia, trabajado en 5 principales áreas: agua,
materiales, desechos, energía, y gases de efecto invernadero. Este enfoque ha
sido trabajado en diferentes países en los últimos años, incluso haciéndolo
participe de sus requerimiento a la hora de importar productos alimenticios.
(Ecoeficiencia: marco de análisis, indicadores y experiencias, 2005)
A pesar de existir un conocimiento profundo sobre este enfoque, principalmente en
cuanto a lo que se persigue con su aplicación, no existe un modelo de medición
estándar aplicable a cualquier proceso productivo, que ayude a medir el nivel de
Ecoeficiencia presente en un producto terminado, existiendo entonces aquí una
oportunidad de estudio, que ayudaría sin duda a complementar la implementación
de esta práctica en Chile, entregando un instrumento a los actores empresariales
para su correcta aplicación y medición constante. (Ecoeficiencia: marco de
análisis, indicadores y experiencias, 2005)
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CAPITULO I: INTRODUCCIÓN
El presente estudio de caso, realizado en San Fernando VI Región de Chile,
específicamente en el sector agroindustrial de cosecha, embalaje y
almacenamiento en frio de uva de mesa, busca validar la medición de
Ecoeficiencia en el área del uso de energías, a través del modelo Análisis
Envolvente de datos. Esta metodología se aplicará, basándose en parámetros
ambientales de energías renovables y no renovables, por lo que si se quisiera
aplicar en cualquier otro proceso productivo, debería ajustarse a estos parámetros.
1.2 Objetivos
1.2.1 Objetivo general
Elaborar una metodología para la medición de Ecoeficiencia energética,
para el proceso de cosecha, embalaje y almacenamiento en frío de uva de
mesa.
1.2.2 Objetivos específicos
Identificar y recopilar datos sobre las diferentes fuentes de energía
utilizadas en las distintas etapas del proceso de cosecha, embalaje y
almacenamiento en frio de uva de mesa.
Aplicar la metodología de Análisis envolvente de datos, a los antecedentes
recopilados en el objetivo específico anterior.
Analizar y determinar el nivel de Ecoeficiencia presente en el proceso.
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1 Definición Ecoeficiencia.
La Ecoeficiencia puede ser calificada, como una nueva revolución tecnológica, que
busca obtener un incremento de la productividad de los recursos naturales al
mismo tiempo que reduce los impactos ambientales de todo el ciclo productivo de
una empresa. Además investiga como aumentar el bienestar de la sociedad de
forma simultánea con la disminución de los perjuicios producidos al medio
ambiente. En simples palabras la Ecoeficiencia es “producir mas con menos”.
(Ecoeficiencia: marco de análisis, indicadores y experiencias, 2005)
La práctica de la Ecoeficiencia se apoya fundamentalmente en dos pilares:
(Ecoeficiencia: marco de análisis, indicadores y experiencias, 2005)
Reducir la sobreexplotación de recursos naturales, contribuyendo a un uso
sostenible en el tiempo, trabajando en tres dimensiones principales: La
primera es el uso de los recursos naturales, (agua, materias primas, y
energía), la segunda es la provisión de servicios ecológicos, en particular
para contribuir a la vida del ecosistema y absorber los desechos de la
actividad económica; y finalmente la protección de la diversidad biológica.
Disminuir la contaminación asociada a los procesos productivos.
Según la publicación realizada por el Programa de las Naciones Unidas para el
Medio Ambiente, “El ABC del CPS”, Ecoeficiencia se define como la “Filosofía de
gestión que alienta a las empresas a buscar mejoras ambientales que produzcan,
a su vez, beneficios económicos. La Ecoeficiencia se enfoca en las oportunidades
de negocio, y permite a las empresas asumir una mayor responsabilidad
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
ambiental, aumentando su rentabilidad. Se trata de una contribución clave del
mundo empresarial a la sostenibilidad de las sociedades. La Ecoeficiencia se
consigue mediante la entrega a precios competitivos de bienes y servicios que
satisfagan las necesidades humanas y aporten calidad de vida, mientras reducen
progresivamente los impactos ecológicos y la intensidad en el uso de los recursos
en todo el ciclo de vida, a un nivel que, como mínimo, sea acorde con la capacidad
de carga estimada de la Tierra”
2.2 Ecoeficiencia empresarial.
El presente cuadro muestra las ventajas a las que podría optar una empresa, con
la aplicación de la Ecoeficiencia en sus procesos productivos.
Fuente: Guía de Ecoeficiencia para empresas, 2009
Empresarialmente hablando el enfoque de la Ecoeficiencia ha comenzado a
desempeñarse en 5 grandes categorías:
Consumo de agua.
Emisión de gases de efecto invernadero.
Desechos.
Consumo de materiales.
Consumo energético.
Tabla nº1 : Ventajas empresariales al aplicar Ecoeficiencia
Menor daño/Impacto
ambiental
Garantía de credibilidad
social
Logro del éxito empresarial
El principio de Ecoeficiencia requiere
evaluar el reemplazo de materiales,
insumos que dañan el ambiente, la
introducción de tecnologías limpias,
productos no contaminantes y
reutilización de los recursos. Esta
estrategia mejora el desempeño
ambiental.
Las empresas dependen de su
credibilidad social. Los interesados
como empleadores, clientes,
inversionistas, proveedores, medios de
comunicación, organizaciones de la
sociedad civil y autoridades, están
cobrando cada vez más conciencia del
ambiente y juzgarán el desempeño
ambiental.
El manejo ambiental busca
continuamente aumentar la eficiencia
interna. El uso eficiente de los recursos
significa menor derroche y costos
operativos más bajos. La conciencia
ambiental contribuye a un aumento en
la sostenibilidad económica. La
integración de los riesgos y
oportunidades ambientales facilita el
futuro sostenible de la empresa.
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.3 Concepto de eficiencia
En el campo de la economía, la definición del concepto de eficiencia esta siempre
acompañada de otros dos términos, que agrupándolos pueden otorgar una mejor
explicación de lo que realmente significa el concepto en cuestión. Estos términos
“adicionales”, poseen la misma raíz, y Bueno y Morcillo (1993) las definen de la
siguiente manera: (Análisis de Eficiencia sobre Explotaciones lecheras de la
Argentina, 2003)
Efectividad: es la cualidad de “efectivo”, es decir, hacer las cosas o de
desempeñar una acción favorable. Por ello, también puede significar hacer
las mejores cosas.
Eficiencia: es la cualidad de eficiente, es decir, que se aplica a lo que
realiza cumplidamente las funciones a las que está destinado. También es
hacer las cosas bien, es decir, con el mínimo esfuerzo y consumo de
recursos, obteniendo el máximo de producto.
Eficacia: es la cualidad de “eficaz”, es decir, de cumplir con los objetivos
previstos. También es un concepto que introduce una visión externa del
problema, pues quiere indicar si se está adaptando o relacionando bien con
el entorno.
2.3.1 Eficiencia Técnica (Evaluación de la eficiencia mediante el DEA, 2006)
Farrell define la eficiencia técnica ejemplificándola de la siguiente manera:
Considérense cuatro unidades A,B, C y D, cada una de las cuales obtiene un
único output (y) empleando para ellos dos inputs (x1 y x2). En la figura 1.1 cada
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
punto (●) representa las coordenadas de “plan de producción” (x1/y, x2/y)
observado para cada una de las referidas unidades. La isocuanta unidad de las
Unidades eficientes viene representada por la curva I I’, de tal modo que aquellas
que se encuentran por encima de la misma resultan ineficientes.
Figura 1.1
Así, la eficiencia técnica, que pone de manifiesto la capacidad que tiene una
Unidad para obtener el máximo Output a partir de un conjunto dado de Inputs, se
obtiene al comparar el valor observado de cada Unidad con el valor óptimo que
viene definido por la frontera de producción estimada (isocuanta eficiente).
Observando la figura 1.1 puede verse que tanto la Unidad B como la D, son
ineficientes técnicamente, puesto que ambas podrían reducir la cantidad de inputs
consumidos y seguir produciendo una Unidad de outputs. La ineficiencia de estas
Unidades vendrá dada por la distancia B’B y D’D, respectivamente. Por el
contrario, las Unidades A y C son técnicamente eficientes puesto que operan
sobre la isocuanta eficiente.
Numéricamente puede obtenerse la puntuación de eficiencia (relativa) como la
relación entre la longitud de la línea desde el origen hasta el punto proyectado
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
sobre la isocuanta eficiente de la Unidad considerada y la longitud de la línea que
une el origen a la Unidad considerada. Así, para B se tiene:
(Ecuación 1.1)
Evidentemente la eficiencia técnica así definida sólo puede tomar valores
comprendidos entre cero y uno. Una puntuación cercana a cero debe entenderse
como que la Unidad que esta siendo evaluada se encuentra muy lejos de la
isocuanta eficiente y, en consecuencia, se trata de una Unidad muy ineficiente
técnicamente. Todo lo contrario sucede si la eficiencia técnica está próxima a uno.
Finalmente, una eficiencia técnica de uno indica que la Unidad se encuentra sobre
la isocuanta eficiente, como es el caso de A y C.
De manera análoga a como se procedió con la Unidad B, la eficiencia técnica para
la Unidad D vendrá dada por
2.3.2 Eficiencia Económica (Evaluación de la eficiencia mediante el DEA, 2006)
La eficiencia económica, se refiere a la capacidad de la Unidad para usar los
distintos inputs en proporciones óptimas dados sus precios relativos. En la figura
1.2 se muestra la línea de isocoste PP’. La pendiente de la isocoste representa la
relación entre los precios de los inputs x1 y x2.
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Figura 1.2
Las Unidades A y C presentan eficiencia técnica puesto que operan sobre la
isocuanta eficiente. Sin embargo, como puede observarse en la figura 1.2,
únicamente la Unidad C resulta ser también eficiente en precios, en tanto la
Unidad A debería reducir los costos totales en la distancia A”A o, alternativamente,
en la proporción
, para ser eficiente en precio.
La puntuación de eficiencia económica, puede obtenerse como la relación entre la
longitud de la línea desde el origen hasta el punto proyectado sobre la isocoste
eficiente de la Unidad considerada y la longitud de la línea que une el origen al
punto proyectado sobre la isocuanta eficiente de la Unidad considerada. Así, para
la Unidad A se tiene que la eficiencia económica vendrá dada por:
El indicador que se acaba de definir con objeto de proporcionar una medida de la
eficiencia económica, puede tomar valores comprendidos entre cero y uno, de
manera que si la puntuación de eficiencia económica es distinta de uno se dice
que la Unidad considerada es ineficiente económicamente hablando.
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.4 Sistema Energético en Chile
En el sistema energético chileno, existen distintas fuentes de energía según su
disponibilidad en la naturaleza, su propiedad de no agotarse al aprovecharla y su
grado de utilización o penetración en el mercado, entre otras. Se define como
fuente energética, aquellos recursos o medios capaces de producir algún tipo de
energía y luego consumirla, siendo clasificadas en:
Diagrama nº1: Clasificación de los tipos de energía.
2.4.1 Energías Primarias:
Se refiere al proceso de extracción, captación o producción (siempre que no
conlleve transformaciones energéticas) de portadores energéticos naturales,
independientemente de sus características. Son aquellos recursos naturales
disponibles en forma directa (como la energía hidráulica, eólica y solar) o indirecta
(después de atravesar por un proceso minero, como por ejemplo el petróleo el gas
natural, el carbón mineral, etc.) para su uso energético sin necesidad de
someterlos a un proceso de transformación.
Energía Energía
Secundaria
Renovables
No Renovables
Energía Primaria
Fuente: Elaboración propia
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.3.2 Energías Secundarias:
Se denomina energía secundaria a los productos resultantes de las
transformaciones o elaboración de recursos energéticos naturales (primarios) o en
determinados casos a partir de otra fuente energética ya elaborada (por ej.
Alquitrán). Son fuentes energéticas secundarias la electricidad, toda la amplia
gama de derivados del petróleo, el carbón mineral, y el gas manufacturado (o gas
de ciudad). Este tipo de energía se clasifica en; energías renovables y energías no
renovables.
2.3.2.1 Energías Renovables
Las energías renovables se caracterizan porque en sus procesos de
transformación y disposición en energía útil no se consumen ni se agotan. Entre
estas fuentes de energías están: la hidráulica, la solar, la eólica y la de los
océanos. Además, dependiendo de su forma de explotación, también pueden ser
catalogadas como renovables la energía proveniente de la biomasa y la energía
geotérmica. Este tipo de energía puede clasificarse en convencionales (ERC) y no
convencionales (ERNC) según sea el grado de desarrollo de las tecnologías que
se utilicen para su posterior disposición y la penetración en los mercados
energéticos que presenten. Dentro de las ERC, la más difundida es la hidráulica,
utilizada para la generación de electricidad. Como energías renovables no
convencionales (ERNC) se consideran la eólica, la solar, la geotérmica y la de los
océanos.
Si bien es cierto, que la mayoría de la población contempla que el hecho de utilizar
energías renovables es un acto que aminora el impacto ambiental que se hace al
planeta, las ERNC pueden contribuir aún más con este propósito. La magnitud de
dicha contribución y la viabilidad económica de su implantación, depende de las
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
particularidades en cada país de elementos tales como el potencial explotable de
los recursos renovables, su localización geográfica y las características de los
mercados energéticos en los cuales competirían.
2.4 Situación Nacional Energética
Actualmente Chile provee al sistema energético con 5 principales fuentes: petróleo
crudo (42.7%), Leña (20.5%), Carbón (16%), Gas Natural (12%) e
Hidroelectricidad (8.7%), correspondientes a 249.000 teracalorías1 en el año
20092. El resto de la energía, un 0.06% del total, se obtiene de Biogas y de
Energía Eólica. Se destaca el hecho de que el 70.7% de nuestro consumo
energético se genera en base a fuentes no renovables, y algo aún más
preocupante: el 91% del consumo se produce en base a fuentes contaminantes,
que emiten gases que contribuyen al cambio climático, lluvia ácida, debilitamiento
de la capa de ozono y generación de smog3. Además, el 56% de la energía
primaria es importada4.
Fuente: Elaboración propia con datos del Balance Nacional de Energía 2009, CNE
1Teracalorias: La equivalencia de una teracaloria se encuentra en los poderes caloríficos de los combustibles. La
electricidad tiene un poder calorífico de 860 kcal/kwh. Una teracaloria es igual a 1.162.790 kwh (1,16 GWh). (En línea) www.unab.cl/.../doc/presentacion_medioambiente.ppt (Consulta febrero 2013). 2 Fuente: CNE. 2009. Balance Nacional de Energía. [excel]
3 Fuente: ENDESA ECO. 2006. Introducción a las Energías Renovables No Convencionales (ERNC). Primera Edición.
Endesa. 4 Fuente: CNE. 2009. Balance Nacional de Energía
43%
12%
16%
9%
0,03%
20% 0,03%
Gráfico 1: Matriz Energía Primaria 2009
Petróleo Crudo
Gas Natural
Carbón
Hidroelectricidad
Energía Eólica
Leña
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CAPITULO II: REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
Desde un punto de vista sectorial, el consumo se distribuye en un 25% hacia el
Transporte, 26% a la Industria y Minería, 18% al sector Comercial, Público y
Residencial (CPR), 3% al Energético y un 28% a Central de Transformación.
Mientras más intensivo en consumo eléctrico es un sector, más atractivo
económicamente es para un negocio de energía5.
Fuente: Elaboración propia con datos del Balance Nacional de Energía 2009, CNE
5 Fuente: CNE. 2009. Balance Nacional de Energía
25%
26% 18%
3%
28%
Gráfico 2: Consumo Energético 2009 según sectores productivos
Transporte
Industria y Minería
Comercial, Público y Residencial
Energético
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CAPITULO III: ESTUDIO DE CASO ECOEFICIENCIA ENERGÉTICA
3.1 Antecedentes generales del lugar de estudio.
El proceso productivo en estudio, se encuentra ubicado en el Fundo Santa Elena
Lote D, en la Comuna de Placilla, VI región del Libertador Bernardo O’Higgins,
Chile. Su actividad principal es la producción de fruta fresca, específicamente uva
de mesa. Además, en otras épocas del año se trabaja en la producción de kiwi, vid
vinífera y planta de procesado y envasado de frutales, como la cereza en el mes
de noviembre.
Imagen 1: Mapa de ubicación predio en estudio.
3.2 Identificación de puntos de consumo energético.
Para comenzar a desarrollar este proyecto, es necesario mencionar que el
estudio será enfocado a los procesos de cosecha, embalaje y almacenamiento en
frio de uva de mesa, analizando únicamente maquinarias, herramientas, y todo
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CAPITULO III: ESTUDIO DE CASO ECOEFICIENCIA ENERGÉTICA
tipo de utensilio, que necesite cualquiera de los tres tipos de energía, que luego de
haber realizado el levantamiento de información se consideraron como las únicas
utilizadas a lo largo del proceso: petróleo, gas, y energía eléctrica. Para una
mayor comprensión del mismo, se entrega un mapa conceptual identificando
herramientas, maquinarias etc., que utilicen este tipo de insumos para trabajar, en
las diferentes etapas del proceso productivo a estudiar, acompañado de una breve
descripción del proceso.
Diagrama nº2: Análisis de las etapas del proceso en estudio, en términos de uso
energético
Cosecha
•El proceso de cosecha comienza normalmente en la ultima semana de febrero, primera semana de marzo. Se trabaja por cuadrillas de aproximadamente 20 personas y el trabajo es planificadao en cantidad según la producción solicitada por el packing.
• El principal punto de consumo energético son los tractores, encargados de llegar con las cajas de cosecha vacias, y luego llevarlas llenas a la camara de gasificación. Cada tractor posee dos carros donde se pueden cargar 140 cajas llenas por carro. En labores de cosecha trabajan en total 7 tractores. Aproximadamente un tractor alcanza a realizar 3 vueltas en un dia.
Gasificación
•Este proceso consiste en que la fruta que es traida directamente del huerto por los tractores, es ingresada a las camaras autorizadas de gasificación, las cuales según la variedad ingresada aplican diferentes dosis de anhidrido sulfuroso por aproximadamente 5 min.
• Los principales puntos de consumo en esta etapa son :
•Ventiladores: consumo de energía eléctrica. Cada camara posee 2 ventiladores. Son dos camaras.
•Tractores: engargados de llevar las cajas a la camara y luego sacarlas para entregarlas en recepción
•Grúas horquilla a gas: Gruas de apoyo para sacar las cajas de los carros de cada tractor
• Iluminación: Iluminación propia del lugar de trabajo.
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CAPITULO III: ESTUDIO DE CASO ECOEFICIENCIA ENERGÉTICA
Recepción
•En esta etapa la fruta es recepcionda en la primera camara de ingreso al packing con el fin principal de disminuir su temperatura deteniendo cualquier proceso natural, puediendo entonces comenzar con el proceso.
•Los puntos de consumo son:
•Ventiladores: 6 ventiladores en total, encargados de proporcionar el frio y hacerlo circular por el interior de la camara.
• Iluminación: propia del lugar de trabajo. 4 canoa fluorecente, de dos tubos cada una.
•Grúas horquilla eléctrica: la funcion de estas es acarrear las cajas cosechadas, dentro de la camara de recepción de manera ordenada y con una estiba correcta, con el fin de que las cajas no varien su posición en ningun momento.
Selección
•Para comenzar la selección, las cajas cosechadas de la camara de recepción hacen ingreso por un riel mecanico a la linea de selección, en donde los operarios cogen la uva de las cajas y la seleccionan por color y tamaño en las cajas correspondientes ordenadas por el jefe de packing.
•Los puntos de consumo son:
• Impresoras: Utilizadas por las seleccionadoras, entregando información del contenido de la caja seleccionada, además de mantener un control de trazabilidad, y de pago para las trabajadoras
•Sistema de rieles cajas cosechadas(motores): linea encargada de acercar la fruta a las seleccionadoras.
•Sistema de rieles cajas seleccionadas (motores): linea encargada de llevar las cajas seleccionadas, para la posterior utilizacion en el area de pesaje
• Iluminación: propia del area de trabajo
•Evaporadores: Engargados de proporcionar la baja temperatura en el area de trabajo
Pesaje
•En esta etapa, las cajas seleccionadas, son tomadas del riel de seleccionutilizadas por las pesadoras para armar cajas de un peso fijo constante, el que varia según el tipo de producción que se este dando en el momento en la linea de producción.
•Los puntos de consumo son:
• Pesas: permiten la labor de pesaje constante
• Iluminación: propia del area de trabajo
•Sistema de rieles cajas pesadas (motores): Alimenta de material a la sección de embalaje.
•Evaporadores: Encargados de proporcionar la baja temperatura en el area de trabajo
Embalaje
•La fruta es tomada por las embaladoras y es depositada en bolsas especiales que permiten el mantenimiento de la fruta, con el fin de que llegue a destino con las mismas caracteristicas que fue embalada.
•Los puntos de consumo son:
•Sistema de rieles cajas embaladas: Alimenta a la zona de paletizado del producto final
• Iluminación: propia del area de trabajo. En total en esta area y las dos anteriores se cuenta con; 158 canoas de 2 tubos fluorecentes cada uno, y 13 focos.
•Evaporadores: Encargados de proporcionar la baja temperatura en el area de trabajo.
CAPITULO III: ESTUDIO DE CASO ECOEFICIENCIA ENERGÉTICA
Fuente: Elaboración Propia
Paletizado
•Una vez que la fruta ha sido embalada en sus diferentes formatos, llegan a la zona de paletizado. Esta etapa es absolutamente manual, donde las personas encargadas de paletizacion acomodan las cajas según su calibre y peso, en los respectivos pallet.
•Los puntos de consumo son:
•Computadores: Utilizado en el registro del proceso
• Iluminación: Propia del area de trabajo. En este sector existen 29 canoas de 2 tubos fluorecentes cada uno
•Evaporadores: Encargados de otorgar frio al lugar. Cada uno contiene 3 ventiladores. Son 3 equipos.
Pre frío / Frío
•Una vez paletizada la fruta es llevada a los túneles de pre-frío para bajarle la temperatura por un tiempo determinado de 12 horas aprox. y luego ser llevadas a las camaras de frío.
• Los puntos de consumo son:
• Ventiladores tuneles: encargados de hacer circular el frio por el tunel. Exiten 6 tuneles, 5 de los cuales, contienen dos equipos de 2 ventiladores cada uno. El restante tiene 4 equipos separados de 1 ventilador cada uno.
• Iluminación: Propia del area de trabajo. En total existen 36 canoas de 2 tubos fluorecentes cada una.
•Cámaras de Frío: existen 4 camaras, en 3 de ellas, exiten 3 equipos de frio, con 2 ventiladores cada uno, encargados de hacer circular el frio dentro de la camara. La camara restante posee 6 equipos de dos ventiladores cada uno.
Despacho
• La fruta es sacada de la camara de frio de acuerdo con los instructivos de carga solicitado. Los pallet son conducidos a la plataforma de carga y despacho, donde serán cargados los camiones que los conduciran a su destino final.
• Los puntos de consumo son:
• Grúas Horquilla (Eléctrica): transporta los pallet desde la camara de frío a la plataforma de despacho
• Iluminación: propia del lugar de trabajo. 6 canoas de 2 tubos fluorecentes cada una.
• Evaporadores: encargados de otorgar el frio del lugar de trabajo.
1
CAPITULO IV: MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 Metodología
La metodología a emplear en este estudio esta basada en las recomendaciones
de Yin (1984), que se ajusta al perfil de investigación, apoyando el estudio de caso
y consiguiendo una percepción más completa del objeto de estudio. Se observan
todas sus partes, con el fin de obtener una visión holística del mismo, lo que
permite estudiar el objeto como un todo.
Las preguntas utilizadas son de tipo cuantitativa, enfocadas netamente a los tres
tipos de consumo energético que se dan: eléctrico, de gas y petróleo. La
aplicación de estas preguntas se realizó en cada proceso, abarcando desde la
cosecha hasta la obtención del producto final y su almacenamiento en frio,
observando las características en las que se presentan estos consumos, con el fin
de lograr calcular el consumo total por cada insumo. Además, se necesitó conocer
la cantidad total de producción realizada, diaria, durante la temporada 2012 de uva
de mesa, que abarcará para esta finalidad los meses de febrero y marzo del
mismo año.
4.1.1 Adaptación de la muestra
Con el fin de obtener un resultado más certero y no alterar los cálculos de
eficiencia se descartaron los días en que no existió producción, que en su mayoría
fueron días domingo. Los otros, son días de lluvia, en los que no se trabajo.
4.1.2 Agrupación de datos
Para poder obtener un cálculo de Ecoeficiencia, se midió la eficiencia pero desde
un punto de vista ambiental, con un parámetro ambiental, realizando una
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CAPITULO IV: MATERIALES Y MÉTODOS
agrupación de las energías utilizadas en el proceso, en renovables y no
renovables. En el primer grupo, queda calificada solamente la energía eléctrica,
puesto que la energía proporcionada por la compañía Emelectric, es generada por
vía hidroeléctrica. En el segundo grupo quedan entonces los otros dos tipos de
energía: gas y petróleo.
4.1.3 Estandarización de medición
Ya que la medición de los tres insumos energéticos no se realiza en la misma
unidad se determino estandarizarlas para así poder agruparlas cuantitativamente
sin problema. Se estableció que la mejor unidad de medida para los tres es la
Kcal, siendo las equivalencias las siguientes:
Tabla nº2: Equivalencias en Kcal
Insumo Unidad de medida Equivalencia en Kcal
Energía eléctrica 1 Kwatt 859.85
Gas 1 Kg 11850
Petróleo 1 Litro 8000 Fuente: Elaboración propia
4.1.4 Análisis Envolvente de Datos. (DEA)
La metodología DEA nace a partir de la tesis de Rhodes (1978), y es considerada
una ramificación del trabajo de Farrell (1957). Este instrumento de medición es
considerado una técnica de programación matemática, que permite la
construcción de una superficie envolvente, frontera de eficiencia o función de
producción empírica, que se da a partir de los datos disponibles que son objeto de
estudio. Las unidades que determinan esta frontera, son llamadas unidades
eficientes, las que no pertenecen a esta, son denominadas ineficientes. Por lo
tanto este método, permite evaluar la eficiencia tanto técnica como económica de
las unidades en estudio. (Evaluación de la eficiencia mediante el DEA, 2006)
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CAPITULO IV: MATERIALES Y MÉTODOS
Para poder aplicar este Análisis se elaboró una planilla Excel en la cual se
ordenaron los datos por día. Se calculó el consumo de cada insumo conforme a
sus características, para así poder aplicar finalmente el análisis envolvente de
datos, siendo el patrón de utilización la suma de energías renovables y no
renovables para la obtención de un Kg de uva embalada, por lo tanto este método
se aplico en una relación dos imput y un output, siendo entonces:
Imput (x1) Energías Renovables (Kcal).
Imput (x2) Energías no Renovables (Kcal).
Output (Y) Kg. de uva embalada por día.
Se determinaron dos índices:
(x1/Y) Kcal de energía renovable/Kg. de uva embalada.
(x2/Y) Kcal de energía no renovable/ Kg de uva embalada
La proposición final es calcular el nivel de Ecoeficiencia alcanzado por el proceso
completo de producción de uva de mesa, temporada 2012.
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CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
Como fue mencionado anteriormente, para poder llevar acabo del cálculo de
Ecoeficiencia, se han determinado parámetros ambientales de medición, que son,
por un lado el consumo de energías renovables y por otro, el consumo de
energías no renovables, entregando como resultado lo siguiente:
4.1 Distribución de los puntos de consumo.
Se determina la distribución dentro del proceso productivo del consumo promedio,
tanto de energías renovables como no renovables de la siguiente manera:
La tabla nº3 entrega como principal conclusión, que el consumo de ER se da
principalmente en la parte de procesado de la uva, y que el consumo de ENR se
da exclusivamente en el inicio del proceso.
Tabla nº 3: Distribución del Consumo Diario Promedio de E.R y E.N.R
ETAPA Medición Equivalencia en Kcal Energía Renovable
Energía No
Renovable Energía eléctrica
(Kw)
Gas (Kg)
Petróleo (Ltr)
Energía eléctrica
Gas Petróleo
Cosecha 0 48 107 0 573879 856000 0 1429879
Gasificación 42.974 36951 36951
Recepción 324.108 278684 278684
Packing Selección 1171.7565 1007535 1007535
Pesaje
Embalaje
Oficinas
Equipos
Sala de control
Paletizado 527.856 453877 453877
Frío Pre frio 2266.0144 1948432 1948432
Frio
Compresores 401.015 344813 344813
Despacho 13.837725 11898 11898
Otros 161.073675 115.35 138499 922800 138499 922800
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CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
4.2 Eficiencia Técnica
El gráfico a continuación, muestra la eficiencia técnica diaria obtenida en la
temporada 2012 de cosecha, embalaje y almacenamiento en frio de uva de mesa
en Viña Macaya. En el eje de las abscisas (eje x), se observa la cantidad de Kcal
de energía renovable por Kg de uva embalada, mientras que en el eje de las
ordenadas (eje y) se entrega información de la cantidad consumida de Kcal de
energía no renovable por Kg de uva embalada. Se entrega una clasificación de 4
colores (rojo, azul, verde y morado) los cuales siguen un criterio de cercanía y
lejanía (distancia euclidiana) con la frontera de producción optima entregada por
los días más eficientes.
Gráfico nº 1: Frontera de eficiencia técnica diaria con base en parámetros ambientales
Para estos días los pares ordenados eficientes corresponden a:
Par A: (82.73, 30.67) Fecha: 21 de Febrero de 2012.
Par B: (96.14, 22.96) Fecha: 22 de Febrero de 2012.
1
2
3
4
Categorías
80.00 100.00 120.00 140.00 160.00 180.00
Kcal de Energía renovable por Kg de Uva Emabalada.
20.00
40.00
60.00
80.00
100.00
120.00
Kc
al d
e e
ne
rgía
No
re
no
va
ble
po
r Kg
de
Uva
em
ba
lad
a.
Frontera de Eficiencia Técnica diaria con base en parámetros ambientales.
Fuente: Elaboración propia
1
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
Estos pares, serán el parámetro de medición de eficiencia técnica para los demás
días en análisis, puesto que se busca el mínimo de consumo tanto de energía
renovable como de energía no renovable, construyendo entonces la frontera de
eficiencia técnica gráficamente delineada con rojo.
El análisis entrega los siguientes resultados:
De un total de 40 días analizados, sólo el 10% obtiene como resultado un
consumo que podría ser calificado como muy eficiente, puesto que tan sólo
4 días, días de color rojo, que incluyen los 2 de eficiencia máxima, logran
obtener un acercamiento bastante considerable a la frontera de eficiencia.
Estos 4 días, se ordenan cronológicamente en orden alternado (días 17, 21,
22 y 28), en el mes de febrero, específicamente en las últimas dos semanas
del mes, por lo que esta alta eficiencia se explicaría debido a la alta
producción realizada en el periodo mencionado. Se presenta, entre los días
considerados, un promedio de 95% de eficiencia, teniendo un consumo
mínimo de energía renovable de 82.73 Kcal y un mínimo de energía no
renovable de 22.96 Kcal por Kg de uva embalada.
El 27.5% de los días, días de color azul, presentan un promedio de 74% de
eficiencia, siendo los mínimos de consumo 83.93 Kcal de energía renovable
y 32.45 Kcal de energía no renovable por Kg de uva embalada. Estos 11
días se encuentran repartidos alternadamente en los dos meses de estudio,
abarcando fechas tanto de inicio como de final de temporada, por lo que la
eficiencia alcanzada o la falta ella se explicaría por la volatilidad en el orden
de producción, desaprovechando la cantidad de energía invertida, con
producciones lentas y de baja cantidad.
1
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
Los días de color verde, clasificación que representa el 52,5% de la
muestra total, abarcando la mayor cantidad de días en estudio (21 días),
alcanzan en promedio una eficiencia de un 56%, promedio considerado
bajo, en comparación a lo logrado en otros días de igual o menor
producción.
Observando el patrón de consumo diario tanto de energía renovable como
no renovable, se observan altas cantidades utilizadas en ambos casos,
alcanzando máximos de 153,2Kcal de E.R y 102.63Kcal de E.N.R por Kg
de uva embalada. Analizando el porque de este alto consumo, se observa
en los días clasificados un aumento considerable en el consumo de
petróleo, por parte de automóviles privados que no tienen vinculación
alguna con el proceso productivo, consumiendo sólo en el mes de febrero
más del 58% de lo que requiere un tractor de cosecha en la temporada
completa.
Los últimos 4 días a analizar, clasificación de color morado, son los días
más críticos en cuanto a niveles de eficiencia alcanzados en la utilización
de los dos grupos de energía trabajada, alcanzando un promedio de 40%
de eficiencia. Se observan niveles máximos de consumo de 177,05Kcal de
E.R y 130,23Kcal de E.N.R por Kg de uva embalada, debiéndose esta alta
utilización principalmente a una baja considerable en la producción.
Además 2 de los 4 días vuelven a participar con un alto consumo en
petróleo destinado a automóviles privados.
Con el gráfico nº2, se puede observar la lógica lineal en la utilización de ambos
insumos, concluyendo que a menor cantidad utilizada, mayor es el porcentaje de
Ecoeficiencia presente el en proceso total.
1
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
Gráfico nº 2: Lógica lineal entre porcentajes de eficiencia técnica alcanzados y utilización total de
energía por Kg de uva embalada.
Fuente: Elaboración propia
4.3 Eficiencia Económica.
El gráfico nº 3, muestra la eficiencia económica diaria obtenida en la temporada
2012 de cosecha, embalaje y almacenamiento en frio de uva de mesa en Viña
Macaya. En el eje de las abscisas (eje x), se observa el costo de Kcal de energía
renovable por Kg de uva embalada, mientras que en el eje de las ordenadas (eje
y) se entrega información del costo de Kcal de energía no renovable por Kg de uva
embalada. Al igual que en el gráfico nº1 se entrega una clasificación de 4 colores:
rojo, azul, verde y morado, los que siguen un criterio de cercanía y lejanía
(distancia euclidiana) con la frontera de producción optima entregada por los días
más eficientes.
Para estos días los pares ordenados corresponden a:
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 300,00 350,00
Efic
ien
cia
Técn
ica
dia
ria
(%)
Energía total diaria por Kg de Uva embalada
Eficiencia Técnica
Dias
Lineal (Dias)
1
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
Par A: (7.81, 2.44) Fecha: 21 de Febrero de 2012.
Par B: (9.07, 1.95) Fecha: 22 de Febrero de 2012.
Estos pares se transforman en el parámetro de medición para la obtención del
nivel de eficiencia alcanzado por los demás días en análisis, puesto que se busca
el mínimo costo en ambos grupos de energía trabajados.
Gráfico nº 3: Frontera de eficiencia económica diaria con base en parámetros ambientales
A partir de este gráfico, se obtienen el siguiente análisis
Del total de días analizados, sólo el 7.5% obtiene como resultado un costo
calificado como muy eficiente. Estos 3 días categorizados de color rojo, que
cabe mencionar incluyen lo 2 de máxima eficiencia, logran obtener una
1
2
3
4
Categorías
8.0000 10.0000 12.0000 14.0000 16.0000
Cos to de Energía renovable por Kg de Uva Embalada.
2.0000
4.0000
6.0000
8.0000
10.0000
Costo
de e
nerg
ía n
o ren
ova
ble
por
Kg d
e U
va e
mbala
da
.
Frontera de Eficiencia Económica diaria con base en parámetros ambientales.
Fuente: Elaboración propia
1
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
distancia mínima con la frontera óptima. Esta alta eficiencia se explica
debido a la alta producción realizada en estos días puesto que se ubican en
el peak de producción. Se presenta un promedio de 96% de eficiencia,
teniendo como mínimo costo de energía renovable $7.81 pesos y un
mínimo de energía no renovable de $1.95 pesos, todo esto siempre
calculado por Kg de uva embalada.
Los días clasificados con color azul, presentan un promedio de 75% de
eficiencia, siendo los mínimos costos $7.92 pesos de E.R y $2.61 de E.N.R
por Kg de uva embalada. Se califica la eficiencia de estos 12 días,
repartidos a lo largo de la temporada, como apropiada, no siendo
obviamente la mejor y básicamente es explicada por la volatilidad en el
orden de producción, encontrándose nuevamente con un
desaprovechamiento de la cantidad de energía invertida, con producciones
lentas y de baja cantidad.
El 50% de los días analizados, clasificados con el color verde, obtienen un
promedio de eficiencia del 55%, lo que quiere decir que la mitad de la
temporada sigue un orden deficiente en cuanto a sus costos, esto
comparado con días donde la producción es igual o menor y se obtiene un
porcentaje de eficiencia bastante mayor.
Si se observa el patrón de costos a lo largo de la temporada, al igual que en
el análisis de eficiencia técnica para esta categoría, tanto el costo de
energía renovable como el de no renovable, presentan altas montos por Kg
de uva embalada, alcanzando máximos de $14.46 pesos de E.R y $7.42
pesos de E.N.R. Analizando el porque de este alto consumo, se vuelve a
observar en los días clasificados un aumento considerable en el consumo
de petróleo, nuevamente por parte de automóviles privados que no tienen
1
CAPITULO V: RESULTADOS Y ANÁLISIS
vinculación alguna con el proceso productivo, adjudicándole entonces un
costo adicional a cada Kg de uva embalada.
La categoría morada, la cual abarca 5 días del total de la temporada, con
un porcentaje de representación de 12,5% del proceso total, es la que
presenta el menor porcentaje de eficiencia, alcanzando un promedio de la
misma de un 40%. Se vuelven a observan niveles máximos de costos que
alcanzan $16.7 pesos de E.R y $9.97 pesos de E.N.R por Kg de uva
embalada, debiéndose esto básicamente a una baja considerable en la
producción. Además a diferencia de la lo que ocurre en la eficiencia técnica
3 de los 5 días vuelven a participar con un alto costo destinado a petróleo
para automóviles privados, lo que nuevamente le agrega un costo no
deseado al costo total de Kg de uva embalada.
Nuevamente se realiza una gráfica que permite corroborar la relación lineal del
porcentaje alcanzado de eficiencia económica por día y la cantidad de pesos
gastados diariamente por Kg de uva embalada, dándose la relación de que a
mayor porcentaje de eficiencia, menor es el costo de la unidad de producto.
(Gráfico nº4)
0,00%
20,00%
40,00%
60,00%
80,00%
100,00%
0,00 100,00 200,00 300,00 400,00
Efic
ien
cia
Eco
nó
mic
a d
iari
a (%
)
Costo total diario por Kg de Uva Embalada
Gráfico nº 4: Frontera de lógica lineal entre porcentajes de eficiencia económica alcanzados diariamente y el costo total de energía por Kg de uva
embalada.
Dias
Lineal (Dias)
Fuente: Elaboración Propia
1
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 Conclusiones y recomendaciones.
Con la aplicación del modelo “Análisis Envolvente de Datos” como técnica de
medición de Ecoeficiencia, se infiere como conclusión general la baja eficiencia en
la utilización de los insumos energéticos y por consecuencia en el costo aplicado a
cada Kg de uva embalada en la temporada 2012 de cosecha, embalaje y
almacenamiento en frio de uva de mesa. Si bien es cierto que se presentan días
en los que la eficiencia alcanza niveles cercanos al 100%, en la mayoría de los
días de producción (25 días), se presentan eficiencias que no superan el promedio
proporcionado por el total de la muestra (63%), es decir que con un parámetro
proporcionado por su misma producción, no se obtienen resultados óptimos. La
lógica que se debería presentar es que como la utilización de los insumos va
relacionada directamente con los niveles de producción alcanzados, estos
tendrían que aumentar en la medida que se incremente la producción, no
cumpliendo con este principio. La principal explicación cuantitativa encontrada
para el no cumplimiento de esta lógica, revisando el patrón diario de utilización, es
el registro de consumos exagerados de energías no renovables, específicamente
de petróleo por automóviles particulares en días que la producción es
notablemente baja, además de un mal aprovechamiento de los insumos
disponibles.
Para poder mitigar esta falta de eficiencia se recomiendan las siguientes medidas,
que lógicamente tendrían que ser empleadas en cada etapa del proceso
productivo específicamente en los puntos de consumo determinados en la
diagrama nº2.
6.1.1 Utilización proporcional
2
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Procurar una utilización de los insumos energéticos, Gas, Petróleo y energía
eléctrica en cantidades proporcionales a la producción, realizando constantemente
análisis de consumo, obteniendo el mínimo uso en base a los datos obtenidos, al
igual como se realizo el cálculo para este estudio.
6.1.2 Minimizar consumo externo de E.N.R
Eliminar el consumo particular de energías no renovables, específicamente del
insumo energético petróleo, con la finalidad principal de que el uso de este tipo de
energía sea cada vez menor. Además de frenar la alteración en el costo total por
kg de uva embalada, cuando existan días de baja producción.
6.1.3 Análisis de rendimiento
Obtener un registro de los horometros de grúas y tractores, realizando
periódicamente análisis de rendimiento de los litros consumido, obteniendo como
resultado conclusiones que permitan evaluar la posibilidad de renovar estos
vehículos, por otros de rendimientos más eficientes, minimizando entonces la
utilización de petróleo y por consecuencia el uso de energías no renovables.
6.1.4. Regularizar Eficiencia en frío
Contar con motores de alta eficiencia en los sistemas de frío, en donde el
consumo de energía eléctrica es considerablemente alto siendo los puntos de
mayor consumo compresores y evaporadores
6.1.4 Alternativas Energéticas
Finalmente, si bien es cierto que consumir energías renovables para este tipo de
análisis es mucho más favorable en comparación al consumo de energías no
1
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
renovables, siempre será interesante minimizar los costos de producción que tiene
cualquier producto, por lo que disminuir la utilización de la energía eléctrica es
atrayente.
La utilización de Energías renovable no convencionales, como la Energía Solar
permite a las empresas obtener múltiples beneficios. La energía solar fotovoltaica,
es obtenida por medio de la transformación directa de la energía entregada por el
sol, convertida en energía eléctrica mediante el uso de paneles fotovoltaicos
formados por semiconductores de tipo diodo, que al captar la radiación solar, son
estimulados generando una pequeña diferencia de potencia en sus extremos, lo
que como consecuencia crea la energía eléctrica. (Compendio Energía Solar
Fotovoltaica, 2008).
Dentro de los beneficios que se pueden obtener se encuentran (Guía de la
Energía Renovable, 2006):
Beneficios Económicos:
Energía Inagotable.: No se depende de un suministro, algo que caracteriza
a las fuentes convencionales.
Aumento de las inversiones extranjeras: Aumento en la capacidad de
atracción de posibles inversionistas extranjeros.
Fomento de la I + D: Posibilidad de aumento en los recursos destinados a la
investigación tecnológica (tecnologías más eficientes).
Beneficios Medioambientales
Reducción de las emisiones de CO2: Cada Kwh generado mediante los
paneles solares fotovoltaicas evitan la emisión a la atmósfera de
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
aproximadamente un kilogramo de CO2 si es generado por la combustión
de carbón, y de 400 gramos de CO2 si es generado por la combustión de
gas natural.
Reducción de otros contaminantes atmosféricos
Contribución a la lucha contra el cambio climático
Contribución al Desarrollo Sostenible: Por lo anteriormente mencionado, al
contar con una instalación solar fotovoltaica se contribuye al desarrollo
sostenible de la comunidad a la que pertenece la empresa.
Beneficios Sociales
Mayor calidad de vida: La mejora en la calidad de vida de la población,
debido al incremento en la calidad del medio natural y el entorno
residencial, se traduce en una mejora de la salud y una mayor esperanza
de vida. gracias a adquirir mejores tecnologías.
Por todo lo anteriormente mencionado, hoy en día, apostar por esta opción, es una
decisión muy común en las empresas agrícolas, debido a que aunque en un
comienzo los costos de inversión son altos, luego de que se alcanza un reembolso
por parte de los retornos del proceso, el sistema sólo entrega beneficios.
En el caso de este estudio, la implementación podría ser en un comienzo solo
dirigida a mantener el sistema completo de iluminación pudiendo aminorar
aproximadamente en $1 peso la producción de 1 Kg de uva embalada, por lo tanto
si la funcionalidad del sistema es apropiado y se realizan evaluaciones periódicas
con el fin de descubrir si es factible y apropiado, este se podría extrapolar a otros
puntos de consumo en las distintas etapas del proceso productivo.