Enfoque exergético para la optimización del uso de la energía en la industria

Exergetic approach to optimizing energy use in industry

En este artículo se propone una metodología para realizar auditorías exergéticas como soporte a un plan de uso racional y eficiente de la energía (URE). Como herramienta de validación de la metodología se presenta su aplicación en un sistema de bombeo del Acueducto Metropolitano de Bucaramanga (AMB), Colombia.

INTRODUCCIÓN

Debido al alto costo de la energía eléctrica y al deterioro del medio ambiente se deben tomar acciones que disminuyan el uso inadecuado de los recursos naturales.  Para esto, entre muchas otras acciones, se deben identificar y tratar de corregir las ineficiencias en los procesos productivos.

De lo anterior surge la necesidad de proveer un conocimiento más estricto del consumo de energía, y por ello, adoptar e implementar un procedimiento o metodología   sistemática.   La   cual   consiste   en diagnosticar, evaluar y analizar los flujos de energía en los elementos del sistema en estudio desde la óptica del análisis termoeconómico. Este trabajo prevé mostrar la termoeconomía como una herramienta para cuantificar el impacto energético en los sistemas de bombeo y evaluar el uso eficiente de la energía mediante un balance exergético.

La estructura del artículo se ha determinado de la siguiente forma: primero, se muestran  algunos conceptos asociados a la termodinámica; luego se presenta la metodología adoptada para la auditoría exergética; acto seguido, se describe la implementación de la misma; posteriormente, se establecen algunas recomendaciones; y por último, se describen algunas conclusiones.

CONCEPTOS

Auditoría exergética

Actividad de evaluación que inspecciona los flujos de exergía involucrados en cada una de las partes de cualquier sistema  o proceso, dependiendo del nivel de agregación requerido, con el fin de conocer la forma en que se administra la energía y qué parte de ésta es útil.

Balance exergético

El balance de exergia permite localizar las pérdidas o irreversibilidades. Un  primer  paso,  en  la investigación de los posibles ahorros de energía es estudiar donde aparecen las irreversibilidades y relacionarlas con el efecto que tienen en el consumo de recursos.

Eficiencia en la teoría de producción

Al resultado final de un proceso productivo se le llama producto, y a los recursos disponibles, insumos.

Si se tiene el propósito de producción de un proceso (producto P) y los recursos disponibles consumidos (insumo F), ambos valorados por su exergía, entonces se cumplirá la ecuación 1:

F - P  = I > O (1)

Donde I representa la cuantificación de la irreversibilidad del proceso en términos de exergía destruida.