1 Tesis Ecoeficiencia Energética.pdf

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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

3

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)

2

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.

3

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”.


La práctica de la Ecoeficiencia se apoya fundamentalmente en dos pilares:


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

4


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.

1


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

1


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

1


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.

1


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.

1


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

1


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

1


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

http://www.unab.cl/.../doc/presentacion_medioambiente.ppt

1


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

1

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

1


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.

1


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.


• 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.


• 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.


•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.


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.


•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

1


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)

1


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.

1

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

1


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.


1


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


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


Gráfico nº 2: Lógica lineal entre porcentajes de eficiencia técnica alcanzados y utilización total de

energía por Kg de uva embalada.


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


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.


1


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


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


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


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


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.

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