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Revista CEA, ISSN 2390-0725, Vol. 1 - No. 1, enero - junio de 2015 pp. 93-107
CONSUMOS DE ENERGÍA EN LA INDUSTRIA DEL PLÁSTICO: REVISIÓN DE ESTUDIOS REALIZADOS
Energy consumption in plastic industry - review of studies developed
Carlos Andrés Vargas Isaza
M.Sc. Ingeniería de Procesos de transformación del plástico y del caucho. Instituto Tecnológico
Metropolitano. Medellín, Colombia. carlosvargas@itm.edu.co
Juan Carlos Posada Correa
M.Sc. Ingeniería en Automatización y control, Instituto Tecnológico Metropolitano. Medellín, Colombia.
juancposada@itm.edu.co
Leyla Yamile Jaramillo Zapata
PhD (c). Ingeniería Ciencia y Tecnología de Materiales. Instituto Tecnológico Metropolitano. Medellín,
Colombia. eylajaramillo@itm.edu.co
Luis Alberto García
MBA en Administración. Instituto Tecnológico Metropolitano. Medellín, Colombia. luisgarcia@itm.edu.co
Cómo citar / How to cite
Vargas, C., Posada, J., Jaramillo, L., y García, L. (2015). Consumo de energía en la industria del plástico:
revisión de estudios realizados. Revista CEA, 1(1), 93-107.
Recibido: 28 de julio de 2014
Aceptado: 9 de septiembre de 2014
Resumen
El nivel de consumo energético para la producción
de artículos plásticos es una variable que en los
últimos años ha cobrado gran importancia, ya que
tiene no solo un impacto ambiental en su uso
racional sino que tiene un costo representativo
para la producción. El artículo contiene una breve
justificación de la relevancia de cuantificar el
consumo de energía requerido para la producción
de piezas plásticas, como también la forma de
medirlo en variables tales como consumos fijos y
variables, así como determinar el consumo de
energía específico por planta de procesamiento,
proceso y por equipos. Posteriormente, se hace
un recuento de diferentes estudios de consumo y
uso eficiente de la energía más relevantes en la
industria del plástico, a nivel regional, nacional e
internacional. El presente artículo es logrado con
el objetivo de proveer un material de referencia
básico a investigadores interesados en este tema.
Palabras clave: consumo de energía específica,
procesos de transformación de polímeros
(plásticos), eficiencia energética en la industria del
plástico.
Abstract
The level of energy consumption for the
production of plastics is a variable that in recent
years has gained great importance due to its
environmental impact on energy rational use, and
its representative cost for production. This paper
contains a brief explanation of the importance of
quantifying the energy consumption required for
the production of plastic parts, as well as how to
measure variables such as consumption fixed and
variable, and determine the specific energy
consumption for processing plants, for processes
and equipment. Subsequently, it describes several
studies about energy consumption rates relevant
to the plastics industry in Colombia and different
countries that count large polymer processing
plants. This paper is made in order to provide a
basic reference material to researchers interested
in this topic.
Keywords: Specific Energy Consumption (sec),
polymer processing, energy efficiency in plastic
plants.
Consumos de energía en la industria del plástico: revisión de estudios realizados
Revista CEA, ISSN 2390-0725, Vol. 1 - No. 1, enero - junio de 2015 pp. 93-107
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1. INTRODUCCIÓN
El sector productivo de plásticos en Colombia
ha tenido en los últimos años un crecimiento
sostenido. La capacidad instalada total para
la producción de resinas plásticas pasó de
1.04 millones de toneladas en 2008 a 1.15
millones en 2010, y en cuanto al
procesamiento nacional de resinas, se pasó
de 853 mil toneladas en 2008 a 909 mil
toneladas en 2010 (Acoplásticos, 2011). A
nivel internacional, la producción de
plásticos ha tenido una tendencia creciente,
estimada al año 2011 en 270 millones de
toneladas (CIPEC & Industry, 2007; Gough,
Gaffney, & Mccann, 2006; Padur &
MacDougall, 2011; PlasticsEurope &
Organisations, 2012; Suosa, 2014). La
competitividad internacional, ha impulsado a
las empresas del sector a ser cada vez más
productivas, y efectivas en el cumplimiento
de estándares de calidad en sus productos.
En años recientes, los consumos energéticos
generados por las empresas del sector
plástico han cobrado gran importancia por el
incremento de costos en la energía (Kent,
2009; Santa María et al., 2009), el
cumplimiento de normativas del uso racional
de la energía y la implementación de
sistemas de gestión energéticos o
ambientales (Prias, 2010), así como los
potenciales ahorros de energía que se
pueden obtener (Ipsom, 2011). Son pocas las
empresas de plásticos en Colombia que
tienen una gestión energética aplicada a sus
procesos de transformación y con un marco
de referencia internacional, que permitan
verificar si sus procesos tienen uso racional
de la energía. Tangram Technology (2013) es
un grupo de investigadores en Europa que
lidera el tema de la gestión energética en la
industria plástica. Este grupo ha establecido
diferentes estándares de consumos de
energía para diferentes líneas de producción
de plásticos. En la industria de plásticos en
Colombia, se tiene desconocimiento general
sobre el nivel de uso racional de la energía,
con respecto a estos estándares
internacionales establecidos.
La eléctrica es la principal fuente de energía
para el accionamiento de los equipos de
procesamiento de plásticos, y puede llegar a
representar entre el 4% y el 10 % de los
costos operacionales en una planta de
transformación (Naranjo, 2012). En procesos
como la extrusión para generar productos
tales como películas, láminas y perfiles, la
energía eléctrica se requiere para poner en
funcionamiento el motor que suministra el
torque necesario para dar movimiento al
husillo extrusor, encargado de transportar,
fundir y homogenizar el material que
posteriormente será moldeado en un cabezal
de extrusión, otorgando la forma final a los
productos (Bernia Espert, 2011; Heur &
Verheijen, 2009; RECIPE, 2006).
Adicionalmente, procesos posteriores a la
extrusión, como sistemas de estirado y corte,
también pueden requerir el uso de motores
eléctricos. En condiciones ideales, el 50% del
total de la energía se usa para impulsar el
tornillo de extrusión y el restante es
empleado para sistemas de calentamiento,
refrigeración, equipos auxiliares y servicios
(Novoa et al., 2009).
En el proceso de inyección se produce una
gama de artículos que van desde
aplicaciones para el hogar, construcción,
medicina, autopartes, entre otros. Al igual
que en el proceso de extrusión, en la
inyección se requiere el accionamiento por
motor de un tornillo de inyección, para
transportar, fundir e inyectar el material en
un molde que da la forma final del producto.
A diferencia del proceso de extrusión, en el
proceso de inyección se generan mayores
presiones de procesamiento, lo cual va
directamente ligado al consumo de energía
eléctrica. De hecho el costo energético de las
máquinas inyectoras en una planta de
procesamiento por inyección, puede llegar a
ser hasta 60% del consumo total de la planta
(Heur & Verheijen, 2009).
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Entre los procesos descritos y los de
transformación existentes tales como
soplado, termoformado, rotomoldeo, entre
otros, se tiene como común denominador el
uso de motores, sistemas de calefacción y
enfriamiento, sistemas hidráulicos y aire
comprimido, donde el consumo de energía
eléctrica es el mayor demandante del global
de energía de los procesos (Heur &
Verheijen, 2009; McCart & Kearns, 2012;
RECIPE, 2006; Unido & Miti, 1995).
En el presente artículo se describirá en
primera instancia el concepto de eficiencia
energética y algunos resultados obtenidos en
el procesamiento de plásticos.
Posteriormente, se describen algunos
métodos para determinar consumos de
energía, específicamente en empresas
transformadoras de plásticos.
Adicionalmente, se realizará un resumen y
estado actual de diferentes estudios de
índices consumos de energía, realizados en
empresas del sector de plásticos a nivel
nacional e internacional.
2. EFICIENCIA ENERGÉTICA EN EL
PROCESAMIENTO DE PLÁSTICOS
La eficiencia energética se puede definir
como la relación entre las energías utilizadas
y el volumen o cantidad producida o
movilizada (Tanaka, 2008). La producción y
distribución de energía eléctrica en el mundo
tiene un alto costo y no es eficiente. Se
estima que solo un 35% del total de energía
producida por todas las fuentes disponibles
actualmente, es aprovechada por la industria
y otros sectores (IEA, 2013).
La eficiencia energética se puede impactar
desde el diseño y la implementación de
tecnologías desarrolladas con criterios de
uso eficiente y racional de la energía (Arburg,
2010; García, 2010; Ipsom, 2012; Joseph,
2003; Kent, 2008; Kraussmaffei, 2010;
RECIPE, 2005, 2006; Thiriez & Gutowski,
2006), los procedimientos operativos (Heur
& Verheijen, 2009; Noriega & Estrada, 2011;
RECIPE, 2006) y el mantenimiento de
equipos (Heur & Verheijen, 2009; RECIPE,
2006). Huang & Yang (2012), describen el
concepto de los cuatro factores aplicados a
empresas transformadoras de plástico, que
implementa en forma adecuada los criterios
listados de impacto en la eficiencia
energética. El concepto de los cuatro
factores consiste en mejorar en el doble la
eficiencia vía procesamiento y tiempo de
ciclo, y reducir el consumo de recursos en la
mitad con menor consumo de energía,
materia prima y agua.
Tanaka (2008) realiza una descripción y
estudio detallado sobre la forma de medir la
eficiencia energética en las industrias
manufactureras, donde se definen cuatro
tipos de indicadores de eficiencia energética:
(1) la energía térmica del equipo que es el
cálculo de la energía de salida sobre la
energía de entrada; (2) el consumo de
energía de cantidad absoluta medido en
unidades de energía calórica; (3) tasas de
difusión de eficiencia energética en plantas y
equipos; y (4) la intensidad de energía que
valora el consumo de energía sobre un valor
físico de salida (KWh/kg). Esta última es la
más empleada, ya que al ser medida con
respecto a la producción física de artículos
industriales tiene la ventaja de comparar
desempeños energéticos entre procesos,
industrias, empresas e incluso entre países.
Este indicador será el referenciado en el
presente artículo.
La implementación de mejoras en la
eficiencia energética puede tener un gran
impacto. El Departamento de Energía de los
Estados Unidos, reporta para empresas del
sector de plásticos retornos de inversión
inmediatos y ahorros anuales hasta US$
240000 (Scheihing, 2006). En España, la
Agencia Andaluza de la Energía, muestra un
estudio completo de programas de
incrementos en la eficiencia energética en la
industria plástica española. Para la industria
petroquímica se hace un estudio basado en
Consumos de energía en la industria del plástico: revisión de estudios realizados
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la eficiencia de procesos y equipos
complementarios a la transformación de
plásticos, con impactos del ahorro de energía
en sistemas de calefacción, redes de vapor,
aire comprimido, motores eléctricos,
sustitución de fuentes de energía por gas
natural, cogeneración, mejoras en
iluminación y sistemas de producción en frío
(Neelis, Worrell, & Masanet, 2008).
3. MÉTODOS PARA VALORAR EL
CONSUMO ENERGÉTICO
Consumos fijos y variables en una empresa
de plásticos
En cualquier empresa de procesamiento de
plásticos es posible determinar la carga base
y de proceso, a partir de la información
disponible del consumo de energía de la
planta y los datos del volumen de
producción. Para esto se requiere registrar el
volumen de producción en kilogramos, para
un número de meses o semanas y registrar el
respectivo consumo de energía en kWh para
los mismos periodos (Campos A., 2006). Es
posible entonces correlacionar en un gráfico
esta información, mediante una ecuación
lineal, tal como se ilustra en la Fig. 1, para
una empresa de inyección de plásticos
(BarcoVision, 2008).
De acuerdo con el ejemplo presentado en la
Fig. 1, la información del consumo fijo
implica que así no haya producción en la
planta de inyección, de igual forma existe un
consumo aproximado de 152423 kWh/mes,
este valor representa aproximadamente un
30% del consumo energético de la empresa.
Dicho valor se encuentra dentro del rango
promedio esperado (10% al 40%) para este
tipo de empresas (Kent, 2008).
Figura 1. Consumos fijos y variables de energía en una planta de inyección (BarcoVision, 2008)
Figure 1. Fixed and variable energy consumption in an injection industrial plant (BarcoVision, 2008).
El consumo fijo se refiere generalmente a
gastos asociados a máquinas y equipos de
servicio en continua operación,
independiente del volumen de producción
de la empresa, tales como aire comprimido,
sistemas de aguas de refrigeración,
luminarias, equipos de transporte de
materiales, entre otros. Las reducciones en el
consumo fijo pueden ser realizadas en
algunas ocasiones sin afectar la producción,
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calidad y operación de la planta de
procesamiento de plásticos. Los ahorros en
los consumos fijos son muy rentables, ya que
no están directamente relacionados a la
producción de la empresa.
De la Fig. 1 se puede observar también que el
consumo variable es aproximadamente
1.5751 kWh/kg de plástico procesado. Este
consumo muestra la eficiencia de la planta
en el procesamiento de plásticos. Las
reducciones en el consumo variable indican
una mejora en la eficiencia de los procesos
productivos. Con base en esta información es
posible comparar consumos de energía
históricos entre diferentes periodos de
tiempo y analizar las reducciones o
incrementos en los consumos de energía de
la empresa. Adicionalmente, a partir de la
información obtenida es posible realizar
pronósticos de consumos de energía con
base en los consumos históricos que se
comportaron por debajo del promedio, para
de esta forma crear metas de reducciones de
consumos energéticos (Hill & Figueroa,
2007).
Valoración energética entre plantas de
procesamiento de plásticos y equipos de
proceso
Otro aspecto importante a considerar es
cuantificar y comparar el consumo
energético de una planta de procesamiento
con respecto a otras similares. Esta
valoración es posible realizarla en función del
consumo específico de energía, el cual se
mide en el consumo de energía (kWh) con
respecto a cantidad de material procesado
(Hill & Figueroa, 2007). Se puede hablar
entonces del consumo de energía específico
de una máquina de procesamiento de
polímero o de una planta, una sección de la
planta o de un componente de equipo, de
acuerdo a la escala de producción
(kilogramos) que se tenga disponible (Kent,
2008).
Si se desea estimar el consumo específico de
energía de una planta de procesamiento, se
debe disponer entre otras variables de la
siguiente información: (1) Variables de
producción tales como horas trabajadas por
turnos, turnos por día, días efectivos de
trabajo al año, (2) El consumo de energía
global de la planta en un periodo de tiempo
(Ej: un año), (3) La producción total de la
planta en el mismo periodo de tiempo (Ej: un
año), y (4) Número de máquinas en
producción.
Para el cálculo de consumos específicos por
equipo de procesamiento, se debe tener en
cuenta en el momento de valorar y comparar
equipos sus especificaciones técnicas y
tecnológicas, ya que estas tienen influencia
en sus consumos energéticos. En este caso,
para estimar el consumo de energía
específico se requiere información más
detallada de cada equipo o máquina de
procesamiento a evaluar (Kent, 2008), tal
como la producción promedio de la máquina
de procesamiento y el consumo de energía
promedio de la máquina durante su
producción.
4. CONSUMOS ENERGÉTICOS EN LA
INDUSTRIA DEL PLÁSTICO
Consumos por tipo de proceso de
transformación
Con la implementación de sistemas de
gestión energética, auditorías energéticas o
programas de uso racional de la energía en
empresas del sector de plásticos, se hace
necesario cuantificar los consumos
energéticos asociados a la transformación de
los materiales plásticos (Kent, 2011; Noriega
& Estrada, 2011). A nivel internacional el
grupo de investigadores de Tangram
Technology (Kent, 2008) en Gran Bretaña,
The EURECIPE report (EURECIPE, 2005) y el
Department of Science Technology and
Environment of Ho Chi Minh City,
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(Pethybridge, Hoi, & Mui, 2002), han
realizado varios estudios de consumos de
energía por tipos de empresas de
procesamiento de plásticos. Algunos valores
típicos de consumo de energía específicos
promedio para el proceso de inyección se
encuentran entre 2.9 a 3.1 kWh/kg y para el
proceso de extrusión de 1.5 kWh/kg
aproximadamente, (Kent, 2008). Los
procesos de transformación de plásticos
mencionados corresponden a los más
representativos en la actualidad.
Para llegar a este nivel de detalle en estos
consumos, discriminado por tipos de
proceso, se ha requerido la evaluación de los
consumos específicos de energía en un grupo
representativo de empresas de la región de
Europa.
Para los procesos de inyección y extrusión,
Tangram Technology ha generado la
información de curvas de operación de
consumos específicos de energía versus
volúmenes de producción, en cerca de 98
empresas en todo el mundo (Kent, 2008e).
En la Fig. 2 se ilustra el resumen de dicho
estudio para estos dos tipos de
procesamiento.
a)
b)
Figura 2. Consumos específicos de energía de empresas de inyección (a) y extrusión (b) generados por Tangram
Technology (Kent, 2008).
Figure 2. Specific energy usage in a) injection and b)extrusión industries reported by Tangram Technology (Kent, 2008).
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Para los datos obtenidos en el estudio
mencionado, se deben tener en cuenta
algunas condiciones como (Kent, 2008): (1) El
modelo de ajuste de los consumos de
energía específicos presenta un menor o
mayor error de acuerdo con la cantidad de
datos disponibles. (2) El uso de este modelo
tiene como propósitos de encontrar valores
de referencia promedios, para establecer
órdenes de magnitud de valores típicos de
diferentes procesos de transformación de
plásticos, en este caso inyección y extrusión.
(3) Se emplearon varios tamaños de
máquinas de inyección y extrusión. Sin
embargo, asumiendo un consumo promedio
por máquina las desviaciones en el modelo
no son significativas. (4) El alto grado de
dispersión en la Fig. 2 se debe a las
diferentes condiciones de operación de las
máquinas y en consecuencia diferentes
niveles de eficiencia en la producción. (5) La
diferencia en los tipos de materiales
procesados parece no tener influencia en el
estudio global del modelo.
Se debe tener en cuenta que al ser un
estudio global promedio, la alta variabilidad
que se puede presentar puede absorber las
variaciones en la naturaleza del material,
condiciones de proceso entre otros.
Al observar los datos de la Fig. 2, se confirma
lo descrito entre los consumos de los
procesos de inyección y extrusión, donde
los primeros corresponden en un orden de
magnitud de prácticamente el doble de
consumo de energía con respecto a los del
proceso de extrusión. Para otros procesos de
transformación de plásticos como
termoformado, extrusión –soplado e
inyección– soplado, entre otros, la cantidad
de datos obtenidos es muy baja, solo se
disponen de algunos estudios hechos por
Tangram Technology, (Kent, 2008). Sin
embargo, no se tiene la suficiente
información para obtener conclusiones sobre
la eficiencia energética de estos procesos y
sus índices de consumos, lo cual puede ser
una oportunidad de investigación más
detallada en estos procesos de
transformación.
Otro referente internacional importante fue
el estudio realizado por Rapra Technology,
(Colbert, 2005) para RECIPE (Reduce Energy
Consumption in Plastics Engineering). Este
estudio fue realizado para cerca de 165
empresas de Europa, especialmente en
Alemania, España y Gran Bretaña. En los
cuales se obtuvieron algunos resultados
generales de los consumos de energía
específicos por países y por tipo de procesos
productivos de plásticos.
En otros países como Estados Unidos y
Canadá, no se disponen de datos puntuales
de consumos específicos de energía del
sector de plásticos. Sin embargo, se tienen
estudios muy completos de mejoras en la
eficiencia energética en plantas de
procesamiento de plásticos y cauchos, a
partir de estudios de consumos de energía
(KEMA, 2012; SPI & Energy, 2005). En el
gobierno de Canadá se presenta una guía
completa enfocada a las industrias de
procesamiento de plásticos en esta región,
definiendo el perfil del sector en sus
procesos y productos (CIPEC & Industry,
2007).
Consumos según tipo de maquinaria
De igual forma, a nivel de equipos y
máquinas de procesamiento es posible
obtener el consumo de energía específico. En
este caso, se requiere la medición particular
del consumo de energía promedio de la
máquina durante su operación y su
correspondiente producción, así como
también varias mediciones, ya que en una
misma máquina se pueden configurar
diferentes tipos de productos (piezas de
pared delgada o gruesa) y diferentes
materiales y condiciones de proceso; es por
este motivo que se debe hablar de un
promedio de consumo de energía específica.
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La empresa Tangram Technology, ha
realizado una labor investigativa, midiendo,
recopilando y procesando la información de
consumos de energía específica de equipos
de inyección y extrusión alrededor del
mundo (ver Fig. 3). Para tener en cuenta la
referencia de estos datos se deben tener en
cuenta la siguientes consideraciones (Kent,
2008) : (1) El estudio comparativo del
consumo de energía específica (SEC) de las
máquinas de procesamiento es un valor
promedio y algunas combinaciones
máquina/molde tienen un SEC
considerablemente bajo, dependiendo de la
productividad obtenida (kilogramos/hora).
(2) El modelo de estudio no tiene en cuenta
los diferentes tamaños de máquinas
empleadas en las diferentes plantas de
procesamiento. (3) Las máquinas de
inyección monitoreadas fueron todas
máquinas convencionales hidráulicas. (4) El
alto grado de dispersión en la gráfica se debe
a las diferentes condiciones de operación de
las máquinas. (5) La diferencia en los tipos de
materiales procesados parece no tener
influencia en el estudio global del modelo.
Se debe tener en cuenta que al ser un
estudio global de máquinas, la alta
variabilidad que se puede presentar puede
absorber las variaciones en la naturaleza del
material, condiciones de proceso entre otros.
Como se describieron, los anteriores
estudios corresponden a consumos
promedios por procesos y por máquinas
(inyectoras y extrusoras). Recientemente se
han venido realizando estudios más
especializados por procesos, que involucran
las variables de máquina, material y
producción. Weissman, Gupta,
Ananthanarayanan, & Sriram (2010)
proponen una metodología para estimar el
consumo de energía de piezas inyectadas
desde la etapa de diseño, teniendo en
cuenta la información de la geometría del
producto, las especificaciones técnicas de la
inyectora, las propiedades del material
plástico y los tiempos de entrega de
producción.
LLu, Gong, Yang, & Lu (2012) implementaron
un diseño de experimentos basado en el
método de Taguchi, combinado con un
análisis de proceso (ANOVA) y redes
neuronales para describir el modelo de
optimización de inyección que incluye el
consumo de energía en su análisis. Villegas &
Naranjo (2013) presentan también una
metodología para mejorar la eficiencia
energética en el proceso de inyección,
partiendo del estado actual del
procesamiento, midiendo el consumo de
energía con un sistema de captación de
datos, acompañado de un software que
permite obtener los consumos de energía en
cada etapa del ciclo de inyección, para de
esta forma determinar qué etapa del proceso
se puede optimizar. En este mismo sentido,
Gong, Lu, Lu, & Yang (2012) proponen un
modelo de consumo de energía transición,
en el cual analizando varias piezas de
inyectadas logran un balance entre bajo
consumo de energía y buena calidad de la
pieza inyectada.
En el proceso de extrusión también se tienen
algunos estudios más detallados de
consumos de energía. Mena & Estrada
(2013) muestran un estudio de consumos de
energía para una extrusora mono husillo con
alimentación forzada en una ventana amplia
de operación (15 puntos), los autores
concluyen que este equipo se debe operar
con altos niveles de velocidad del husillo y
altas restricciones del equipo (cabezales),
alcanzando una mayor estabilidad en el flujo
másico, mayor eficiencia energética y menor
consumo de energía específica. Cantor
(2010) propone un análisis de consumo de
energía para un polímero semicristalino y
amorfo con tres diseños diferentes de
husillos, recomendando la implementación
de elementos de mezcla, un buen
aislamiento de la zona de calefacción y altas
velocidades de rotación con el propósito de
optimizar el consumo de energía de la
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extrusora. En las zonas de calefacción
Christiano, Wheeler, Baird, & Standard
(2011) proponen un nuevo diseño, el cual
reduce la energía requerida para calentar el
cilindro entre 24 y 33% con respecto al
diseño convencional. Para extrusoras doble
husillo, Canedo & Dreiblatt (2012)
desarrollaron un modelo computacional en
una dimensión para calcular el consumo de
energía específica, permitiendo optimizar la
eficiencia de plastificación y minimizando la
temperatura de fundido.
a)
b)
Figura 3. Consumos específicos de energía en inyectoras
a) y extrusoras, b) generados por Tangram Technology, (Kent, 2008).
Figure 3. Specific energy usage in a) injection moulding machines and
b)extrusión machines reported by Tangram Technology, (Kent, 2008).
Como iniciativas de estudios energéticos
relacionados al subsector de plásticos en
Colombia, se pueden mencionar el
realizado por la Cámara de Comercio de
Bogotá en convenio con el Banco
Interamericano de Desarrollo (BID), MIF
FOMIN y la Corporación Ambiental
Empresarial de Bogotá. Este estudio
estuvo dirigido a definir una guía
metodológica para el uso eficiente de la
energía en el sector de plásticos (Novoa
et al., 2009). Un primer estudio a nivel
regional enfocado a determinar índices
energéticos para la industria del plásticos
y diferentes procesos fue el realizado por
los investigadores docentes de la
Universidad de los Andes René, Larrotta,
& Rey (2000), donde se realizaron
mediciones para diferentes procesos de
Consumos de energía en la industria del plástico: revisión de estudios realizados
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transformación de plásticos en empresas
de la ciudad de Bogotá.
En el Instituto de Capacitación e
Investigación del plástico y del Caucho,
ICIPC, se han desarrollado diversos
proyectos y estudios de mejoramiento
energético en algunas empresas del
sector plásticos en Colombia, tales como
Vinipack en Bogotá, Diax y Prodenvases
en el área metropolitana de Medellín
(ICIPC, 2013). En donde partiendo de las
mediciones energéticas actuales se
pudieron pactar y lograr metas de ahorro
en energía.
5. CONCLUSIONES
La industria del plástico es un sector de
gran potencial de desarrollo a nivel
nacional e internacional. Es importante
tener en cuenta su impacto en los
consumos energéticos requeridos, para
procesar y transformar los diferentes
materiales plásticos. En su mayoría, los
equipos de procesamiento requieren
energía eléctrica para transformar los
plásticos y estos representan más de la
mitad del consumo de energía global
para generar un producto plástico. El
consumo energético tiene una relevante
influencia sobre la competitividad de las
empresas de plásticos y contribuye a la
mitigación del impacto ambiental de este
sector manufacturero.
En lo encontrado en la literatura, se
pueden distinguir dos frentes de trabajo
de investigación en el consumo de
energía en el sector productivo de
plásticos. En primera instancia, se
dispone de información de referentes
internacionales de consumos de energía
globales por tipos de proceso y equipos
de procesamiento. Otro frente de trabajo
de interés es la exploración de
metodologías e investigaciones para
casos de estudio más detallados de
optimizaciones en consumos de energía,
para procesos de transformación de
plásticos (inyección y extrusión), en los
cuales se tiene en cuenta el tipo de
tecnología, material a procesar,
geometría del producto y condiciones de
producción. Para estos dos campos de
trabajo se encuentra que a nivel nacional
aún falta trabajo y proyectos por
desarrollar en el área de la optimización
del recurso energético para el
procesamiento de materiales plásticos.
Normalmente, las empresas cuantifican
los consumos de materia prima y la
producción en kilogramos, sin embargo,
no se mide la energía consumida por los
procesos (kWh) y por lo tanto la relación
kWh/kg es un valor poco conocido o
cuantificado, este hecho motiva la
necesidad de realizar una caracterización
más amplia de los consumos energéticos
en las regiones de mayor desarrollo y
producción del sector plástico en
Colombia.
En general, los estudios realizados son
iniciativas de grupos de investigación,
universidades y centros de consultorías,
mas no de estudios específicos de
empresas. Sin embargo, en la actualidad
no se tiene un estudio global energético
del sector de plásticos para otras
regiones importantes en la industria del
plástico tales como Antioquia, Valle,
Santander y la costa Atlántica (Cartagena,
Barranquilla), que permita caracterizar y
conocer los índices de consumo de
energía de las empresas de
transformación de plásticos en Colombia.
Este hecho muestra una gran
oportunidad para valorar la eficiencia
energética de las plantas de
procesamiento de plásticos de nuestras
regiones y determinar potenciales
acciones de mejora, para optimizar el uso
racional de la energía en este sector de
empresas.
Carlos Andrés Vargas Isaza / Juan Carlos Posada Correa / Leyla Yamile Jaramillo Zapata / Luis Alberto García
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