5. Evaluación técnico-económica de la generación energética en la instalación.

5.1 Período de trabajo anual.
5.2 Evaluación de los parámetros de funcionamiento.
5.3 Cálculo del costo de generación.
5.4 Economicidad de la energía eléctrica generada.
5.5 Posibilidades adicionales de autogeneración.

En función de la información disponible se analizó en detalle la generación de energía eléctrica del motor descripto en el capítulo 4, Tabla 14 ítem A. Se trata de un motor Spilling N° 1690, modelo 2DV14, y con una potencia nominal de 320 HP.

Dicho motor trabaja en forma continuada cinco días por semana, durante once meses al año. Se para los días sábado y se reinicia su marcha al comenzar la producción los días lunes. Asimismo, durante un mes del año se lo saca de servicio para realizar una reparación general del mismo. Este motor ha sido reparado a nuevo hace poco tiempo utilizando un conjunto de repuestos traídos de la fábrica en Alemania.

La finalidad del análisis es la determinación de los parámetros básicos de funcionamiento de la instalación, tales como el costo promedio de la electricidad producida (costo por kWh generado) y el consumo anual de combustible. El costo por kWh generado está determinado básicamente por dos elementos: el costo total anual de la producción de electricidad y la cantidad anual de electricidad generada por la planta energética.

El proceso de cálculo se ha adecuado a la limitada disponibilidad de información básica, ya que dadas las características del presente estudio de caso no se realizaron mediciones mas allá de las normales efectuadas durante el proceso productivo del establecimiento industrial. Para lograr una mayor precisión y cobertura del análisis hubiese sido necesario realizar un exhaustivo monitoreo de la instalación bajo diferentes condiciones de trabajo y disponiendo de instrumental mas completo que el que cuenta la planta.

5.1 Período de trabajo anual.

Como ya se ha descripto, el motor trabaja en forma continuada (24 horas por día) cinco días por semana (lunes a viernes), durante once meses al año, ya que el mes restante se lo saca de servicio para realizar un desarme preventivo, inspección y reparación general del motor.

Esto implica un período de trabajo de:

Tabla N° 15 - Período de Trabajo Anual

Horas diarias	Días Semanales	Semanas Anuales	Horas Anuales
24	5	44	5.280

5.2 Evaluación de los parámetros de funcionamiento.

Las condiciones de funcionamiento normales del motogenerador estudiado son las siguientes (Tabla N° 16):

Tabla N° 16 - Datos Básicos de Funcionamiento

Item	Símbolo	Valor	Unidad
Tensión:	U	380	V
Corriente:	I	200	A
Factor de Potencia:	cos fi	0,8	-
Horas anuales de trabajo:	to	5.280	h
Presión de Vapor de Entrada:	pe	16,2	bar
Temperatura de Vapor de Entrada:	te	330	ºC

Estos valores permiten calcular la potencia eléctrica media generada por la instalación en condiciones normales. En función de esta potencia eléctrica media generada, estimando el rendimiento del motor, el rendimiento mecánico del generador y el rendimiento térmico del motor, y obteniendo el rendimiento del ciclo Rankine para las condiciones de vapor en que funciona la instalación, puede calcularse el rendimiento total y la potencia equivalente de vapor.

Por otra parte, con la potencia equivalente de vapor y el valor de la entalpía del vapor en las condiciones de entrada puede calcularse el caudal efectivo de vapor y el consumo específico de vapor con que funciona el motor.

A partir de estos valores, estimando un rendimiento conservador para la caldera y teniendo en cuenta las características físicas (contenido de humedad) del combustible empleado, puede calcularse el consumo específico de combustible y el consumo anual de combustible. Estos cálculos se resumen en la Tabla N° 17.

Tabla N° 17 - Parámetros de Funcionamiento

Item	Símbolo	Unidad	Valor
Tensión	U	V	380
Corriente	I	A	200
Factor de Potencia	cos fi	-	0,8
Potencia Eléctrica Generada	Pe	kW	105,31
Rendimiento Generador	Rg	-	0,95
Rendimiento Mecánico Motor	Rm	-	0,9
Rendimiento Térmico Motor	Rpm	-	0,75
Rendimiento Ciclo Rankine	Rr	-	0,22
Rend. Total Motor-Generador	Rt	-	0,14
Potencia de Vapor	Pv	kW	746,47
Presión de Vapor de Entrada	pe	bar	16,2
Temperatura de Vapor de Entrada	te	°C	330
Entalpía del Vapor de Entrada	he	kJ/kgv	3.100
Caudal de Vapor	Qv	kgv/h	866,87
Consumo Específico de Vapor	qv	kgv/kWh	8,23
Rendimiento Caldera	Rc	-	0,75
Contenido Humedad Combustible	MC	%	30
Poder Calorífico Inf. Combustible	PC I	kJ/kgc	12.500
Relación Masa Vapor/Combustible	RMvc	kgv/kgc	3,02
Consumo Específico de Combustible	Cec	kgc/kWh	2,72
Consumo Horario de Combustible	Cc	kgc/h	286,65
Horas Anuales de Generación	Hag	-	5.280
Consumo Anual de Combustible (t)	CAct	t/año	1.513
Consumo Anual de Combustible (m3)	CAcv	m3/año	2.573

La mano de obra para el funcionamiento de la instalación puede estimarse a partir de los requerimientos para la carga del combustible a la caldera - valor que debe compartirse con el correspondiente a la generación de vapor puramente para proceso - y la supervisión de la sala de máquinas. Estos requerimientos se vuelcan en la Tabla N° 18, que permite calcular el costo anual de la mano de obra.

Tabla N° 18 - Costo de Mano de Obra

Item	Horas Anuales	Costo horario	Cargas Sociales	Subtotal Anual
	h	US$/h	US$/h	US$
Operarios	7.920	1,7	1,2	22.620
Supervisor	1.760	3,1	2,1	9.137
Total Anual				31.756

5.3 Cálculo del costo de generación.

A partir de los datos de funcionamiento ya calculados, y considerando el costo de mano de obra y los restantes costos de operación, es posible calcular el costo anual total de operación de la planta, y por lo tanto el costo unitario de generación. Estos cálculos se resumen en la Tabla N° 19.

Los costos de operación incluyen:

· los costos de tratamiento de agua para caldera, que puede calcularse a partir de un costo unitario standard (US$/m³) y el consumo medio de agua (dependiente del consumo de vapor de la instalación);

· el costo de lubricantes, que puede calcularse a partir del consumo y el precio de los lubricantes utilizados (aceite Cylesso, consumo aproximado 400 l/año);

· el costo de mantenimiento anual (estimado como costo de mano de obra y materiales, en función de las características de la instalación y del record pasado de reparaciones);

· el costo de capital, calculado asumiendo una inversión en equipos equivalente al valor actual de mercado de la instalación (como equipo de segunda mano, en el estado en que se encuentra), una vida útil de 30 años y una tasa de interés anual conservadora del 10 %; y

· el costo de combustible, que puede calcularse a partir del consumo anual y asumiendo un precio para el combustible de US$ 10 por tonelada (equivalente al costo de producción del mismo declarado por la empresa, que produce su propio combustible mediante plantaciones al efecto).

Tabla N° 19 - Cálculo del Costo de Generación

Item	Símbolo	Unidad	Valor
Inversión en Equipos	Ie	US$	150.000
Sueldos y Jornales		US$/año	31.756
Tiempo Anual de Operacion	to	h/año	5.280
Consumo Horario de Agua		m3/h	0,90
Consumo de Agua		m3/año	4.752
Costo Unitario Tratamiento de Agua		US$/m3	0,25
Costo Tratamiento de Agua		US$/año	1.188
Consumo de Lubricantes		l/año	200
Precio del Lubricante		US$/l	5,00
Costo de Lubricantes		US$/año	1.000
Mantenimiento		US$/año	4.500
Tasa de Interes	i	-	0,10
Vida Util de Equipos	tl	años	30
Factor de Anualidad	a	-	0,10608
Costos de Capital		US$/año	15.912
Cont. de Humedad Combustible	MC	%	30
Poder Calorífico Inferior	LHV	MJ/kg	12,55
Eficiencia Total	ntot	-	0,105
Precio del Combustible	F	US$/kg	0,010
Costo Unitario Combustible	cf	US$/kWh	0,0273
Factor de Carga Promedio	f	-	1,00
Energía Electrica Generada	W	kWh	546.480
Costo Anual de Combustible	Cf	US$/año	14.929
Costo Anual Total	Ct	US$/año	69.285
Costo Anual Total Sin Inversiones	Csi	US$/año	53.373
Costo Unitario	Ce	US$/kWh	0,127
Costo Unitario Sin Inversiones	Cesi	US$/kWh	0,098

Se han calculado dos costos unitarios diferentes, uno que incluye la amortización de las inversiones y otro que incluye solamente los costos operativos de generación de electricidad.

5.4 Economicidad de la energía eléctrica generada.

La economicidad de la autogeneración de energía eléctrica debe analizarse por medio de la comparación entre los costos unitarios de generación antes calculados y los costos reales de adquisición de energía a la red que enfrenta el establecimiento.

En sus estructuras de costos de producción, la empresa considera como costo unitario para la energía eléctrica provista por la red de distribución un valor que oscila entre los 0,14 y 0,15 US$/kWh (considerado sin el impuesto al valor agregado). Frente a estos valores, cualquiera de los dos costos unitarios de autogeneración calculados en el punto anterior resultan convenientes desde el punto de vista económico.

El precio de la energía eléctrica comprada a la Dirección de Energía de la Provincia de Corrientes (D.P.E.C.) puede analizarse con mayor detalle a partir de sus componentes, que se enumeran en la Tabla N° 20.

Tabla N° 20 - Precios de Energía Eléctrica

Provincia de Corrientes - Febrero de 1994

Item	Valor sin impuestos	Valor con impuestos
Tarifa Normal en baja tensión	US$	US$
Cargo filo mensual por kW reservado	10,0500	12,8800
Primeros 100 kWh mensuales, par kWh	0,1750	0,2245
Siguientes 100 kWh mensuales, por kWh	0,1470	0,1878
Siguientes 200 kWh mensuales, por kWh	0,1320	0,1690
Excedente de 400 kWh mensuales, por kWh	0,1020	0,1305
Tarifa Gran Consumidor
Cargo fijo mensual por kW reservado	6,1390	7,8704
Todo el consumo, por kWh	0,0770	0,0991

Fuente: Dirección Provincial de Energía de Corrientes, Febrero de 199

Existen a su vez Cooperativas de Distribución de energía eléctrica que proveen a los usuarios en determinadas localidades de la provincia. Su esquema tarifarlo difiere del anterior, tal como se muestra en la Tabla N° 21.

Tabla N° 21 - Precio de la Energía Eléctrica

Cooperativa de Distribución Prov. de Corrientes - Febrero de 1994

Item	Precio
Tarifa Normal en baja tensión	US$
Cargo fijo mensual	2,4000
0 a 100 kWh, por kWh	0,1700
100 a 200 kWh, por kWh	0,3000
200 a 500 kWh, por kWh	0,3300
500 a 5.000 kWh, por kWh	0,2400
5.000 a 10.000 kWh, por kWh	0,2000
10.000 a 20.000 kWh, por kWh	0,1800
Mas de 20.000 kWh, por kWh	0,1100

Fuente: Cooperativa de Distribución de Energía de Corrientes, Febrero de 1994.

Se han calculado los valores del kWh que corresponderían, en ambos casos, a una provisión de energía eléctrica similar a la de la planta analizada. Considerando a modo de ejemplo una potencia instalada de 100 kW (equivalente a la instalación estudiada) y un consumo mensual de 45.500 kWh (promedio de la instalación estudiada), el costo por kWh resulta de 0,16 US$ (tarifa normal) y 0,09 US$ (grandes consumidores) para la D.P.E.C. y de 0,15 US$ para una Cooperativa (Ver Tablas N° 22 y 23).

Tabla N° 22 - Costo del kWh para un consumo similar a la instalación estudiada.

(Dirección Provincial de Energía de Corrientes)

Item	Valor unitario	Valor ejemplo	Valor total
Tarifa Normal en baja tensión	US$		US$
Cargo fijo mensual por kW reservado	12,8800	100	1288,0
Primeros 100 kWh mensuales	0,2245	100	22,5
Siguientes 100 kWh mensuales	0,1878	100	18,8
Siguientes 200 kWh mensuales	0,1690	200	33,8
Excedente de 400 kWh mensuales	0,1305	45.100	5.885,55
Total mensual para los 45.500 kWh		45.500	7.248,58
Costo por kWh			0,16
Tarifa Gran Consumidor
Cargo fijo mensual por kW reservado	6,1390	100	613,9
Todo el consumo, por kWh	0,077	45.500	3.503,50
Total mensual para los 45.500 kWh			4.117,40
Costo por kW h			0,09

Tabla N° 23 - Costo del kWh para un consumo similar a la instalación estudiada.

(Cooperativa de Distribución de Energía de Corrientes)

Item	Valor unitario	Valor ejemplo	Valor total
Tarifa Normal en baja tensión	US$		US$
Cargo fijo mensual	2,4000	-	2,4
0 a 100 kWh	0,1700	100	17,0
100 a 200 kWh	0,3000	100	30,0
200 a 500 kWh	0,3300	300	99,0
500 a 5.000 kWh	0,2400	4.500	1.080,00
5.000 a 10.000 kWh	0,2000	5.000	1.000,00
10.000 a 20.000 kWh	0,1800	10.000	1.800,00
M as de 20.000 kW h	0,1100	25.500	2.805,00
Total mensual para los 45.500 kWh		45.500	6.833,40
Costo por kWh			0,15

Al momento de la evaluación, el establecimiento "Las Marías", a pesar de su elevado consumo, no gozaba de la tarifa de gran consumidor debido al fraccionamiento existente en los consumos de las diferentes instalaciones productivas del complejo.

La potencia total reservada por el establecimiento alcanza a los 1.134 kW, en tanto que el consumo mensual promedio de los meses de plena producción es del orden de los 240.000 kWh (fraccionado en aproximadamente diez diferentes componentes), representando la facturación mensual real por consumo de energía eléctrica Una suma superior a los 60.000 US$.

Estos montos (que se deben a diferentes recargos por otros conceptos no analizados aquí) darían un costo real de la energía eléctrica por kWh bruto (incluyendo los impuestos al valor agregado) de aproximadamente 0,25 US$, valor muy superior al considerado por la empresa en sus análisis de costos de producción y que harían aún mas rentable la autoproducción.

De hecho, y debido también a la baja calidad del servicio provisto por la empresa eléctrica provincial (frecuencia de interrupciones), el establecimiento tiene en ejecución un proyecto de ampliación de la capacidad de autogeneración, mediante una caldera acuotubular con una capacidad de 7.000 kg de vapor por hora a 20 bar y una turbina de vapor de aproximadamente 700 kW. En la Figura N° 11 puede apreciarse la construcción de la mencionada caldera y su correspondiente tinglado.

Figura N° 11 - Construcción de la nueva caldera.

5.5 Posibilidades adicionales de autogeneración.

Tal como se ha citado oportunamente, el establecimiento "Las Marías" posee plantaciones forestales, tanto de eucalyptus (utilizados para la producción de leña) como de pinos destinados a industrializar su madera. Asimismo, el complejo industrial incluye un aserradero, de reciente construcción y puesta en marcha, en el cual se procesa la madera de pino antes mencionada.

El diámetro de los rollizos procesados - entre 18 y 27 cm - hace que el rendimiento de aserrado sea extremadamente pobre, con un promedio de desperdicios del 66 %.

Dichos desperdicios - compuestos por cortezas (14 %), aserrín (14 %) y chips (38 %) - alcanzan a más de 4.300 toneladas de madera verde por mes. En la actualidad los chips son vendidos a la industria del papel localizada en Misiones (representando un ingreso neto - descontado el flete - por su venta inferior al costo de la leña producida), en tanto que la corteza y el aserrín es quemado a cielo abierto y de forma incontrolada en un incinerador instalado al efecto (Ver Figura N° 12).

Otros aserraderos instalados en la zona presentan características similares, lo que representa una disponibilidad adicional del orden de 9.200 toneladas de madera verde por mes.

Figura N° 12 - Incinerador de residuos ubicado en el aserradero.