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Generación distribuida con fuentes de energías renovables

Hace ya tiempo el gran cambio fue democratizar el consumo eléctrico, ahora el nuevo paradigma incluye democratizar la generación eléctrica…

1.                  ¿Qué es la generación distribuida?

La expresión generación distribuida se refiere a fuentes no centralizadas de generación eléctrica que generan electricidad en el mismo lugar donde se consume. Entregando energía lista para ser consumida allí donde se la necesita. Con lo que se ahorra todo el gasto de transporte de la electricidad, la infraestructura, su mantenimiento y las pérdidas de energía (entre el 8 y el 15 por ciento de la generación) que se producen en el camino entre la central eléctrica y el punto de consumo.

2.                  El nuevo paradigma de las redes eléctricas

Cuando se implementa la generación distribuida con fuentes de energías renovables (paneles foto voltaicos, generadores eólicos, turbinas hidráulicas, biomasa, biogas, etc.) se crea un profundo cambio en el sistema eléctrico ya que este nuevo modelo permite generación modular y almacenamiento de energía en pequeña, mediana y gran escala.

Hace ya tiempo el gran cambio fue la democratización del consumo, ahora el nuevo paradigma incluye la democratización en la generación eléctrica. Estableciendo el derecho de los usuarios (viviendas, comercios, edificios públicos, fábricas, parques industriales, etc.) a generar electricidad a partir de fuentes renovables para consumirla, como así  también a volcar sus excedentes a la red de suministro eléctrico y recibir pagos por ello.

Estos usuarios  que inyectan energía eléctrica a la red se los denomina prosumidor, acrónimo de productor y consumidor.

3.                  El espiral de la muerte

El problema de estas tecnologías disruptivas es que plantean nuevos modelos de negocios en el mercado de las redes eléctricas que históricamente no existían o no estaban definidos.

Entonces ¿cómo interactúa el prosumidor con la red eléctrica pública para vender sus excedentes y a su vez convive con los actores existentes en el mercado: grandes generadores, transportistas y distribuidores?

Para ello es necesario regular cómo se les paga a los prosumidores y a quién pueden venderle la energía inyectada en la red.

No es un problema menor pues se puede entrar en lo que los norteamericanos denominan: “espiral de la muerte”. Esto se manifestaría de la siguiente manera. Las compañías basadas en el actual esquema centralizado de generación, ante una reducción del número de sus clientes, tratarían de mantener sus ingresos incrementando las tarifas del servicio a los que se quedan en el sistema existente. Esta acción incentivaría a que más cambien hacia el nuevo modelo de auto generación iniciando un proceso que se realimenta rápidamente y es el principio del fin del modelo de negocio tradicional de las redes eléctricas.

Evidentemente no es una situación a la que se quiera llegar, ni siquiera iniciar en su proceso.

4.                  La situación en Argentina

El nuevo marco normativo establece que la Argentina deberá contar con el 8% del consumo de energía eléctrica de fuentes renovables para diciembre de 2017 (a fiscalizar en diciembre de 2018) y deberá alcanzar al 20% para 2025.

Además establece que las metas deberán ser cumplidas individualmente por los grandes consumidores de energía (grandes empresas, PYMES, instituciones públicas) definidos por una demanda de potencia mayor o igual a 300 kW. Quienes podrán optar por autogenerar o contratar la compra de energía de fuentes renovables a generadores o comercializadores privados o proveerse de CAMMESA.

CAMMESA deberá garantizarse la disponibilidad de energía renovable, tanto para ofrecer contratos de provisión a grandes usuarios como para abastecer al resto de los consumidores.

Para alcanzar estas metas es necesario fomentar la generación distribuida con fuentes de energía renovables. Sin embargo el tema no es sencillo de resolver cuando se lo diseña a nivel país.

La estructura del Mercado Eléctrico Argentino está definida por la ley 24.065 de 1992. Se fijan 5 agentes:

1) Generadores o productores; 2) Transportistas; 3) Distribuidores; 4) Grandes Usuarios; 5) Comercializadores

Estos agentes son coordinados administrativa y transaccionalmente por la Compañía Administradora del Mercado Mayorista Eléctrico (CAMMESA).

Los generadores, comercializadores y grandes usuarios operan de manera competitiva, comprando y vendiendo energía mediante contratos a término y directamente en el mercado mayorista de CAMMESA. Los Transportistas y Distribuidores operan como monopolios naturales en las zonas geográficas asignadas bajo concesión.

Los generadores se dedican a generar, el foco de su negocio es la venta de energía a mayoristas o a grandes usuarios con un margen de rentabilidad competitivo. En cambio los distribuidores se dedican a distribuir energía a clientes finales, enfocan su negocio en ser propietarios monopólicos de la red de distribución, y su margen no es competitivo es regulado por tratarse de un servicio público.

La figura de los prosumidores tiene características de generador pero su vinculación a la red eléctrica es posible solo a través del distribuidor.

El nuevo proyecto de ley de Generación Distribuida, recientemente aprobado en cámara de diputados, tiene como objeto permitir a los usuarios de la red eléctrica generar energía renovable “para su autoconsumo, con eventual inyección de excedentes a la red”. Se establece, asimismo, “la obligación de los prestadores del servicio público de distribución de facilitar dicha inyección, asegurando el libre acceso a la red de distribución”.

Ahora bien, el costo de instalación y mantenimiento de las redes eléctricas es asumido por el distribuidor, en consecuencia deben ser  considerados correctamente en los precios de generación distribuida para no caer en la “espiral de la muerte”.

El prosumidor debe cubrir el costo de instalación, acondicionamiento y mantenimiento de red por la fracción de energía que inyecta a la red. Es decir que por la energía inyectada recibiría menor precio que por la consumida. Aun inyectando igual cantidad de energía a la consumida debería pagar un cargo.

En este escenario, los privados, al considerar los plazos del ROI (retorno sobre la inversión) probablemente sean reacios a invertir en sistemas de generación distribuida con fuentes de energías renovables. Por ello es necesario considerar incentivos temporales en las tarifas de inyección a red para que el prosumidor recupere la inversión de su sistema al cabo de un período de tiempo fijo.

5.                  Conclusiones

Nuestro país cuenta con grandes posibilidades de generación eléctrica con energías renovables de todo tipo, pero a su vez la extensión y diversidad geográfica requiere diferentes soluciones en la generación distribuida.

Las soluciones tecnológicas existen y son aplicadas en diversas partes del mundo. Pero se requiere una ley que regule en forma adecuada el nuevo modelo de negocio.

Solo con el dialogo y el consenso de todas las partes será posible alcanzar la solución. No va a ser definitivo, solo un punto de partida que deberá ser revisado periódicamente pues la innovación tecnológica propone constantemente nuevos desafíos.

De todos modos impulsar la generación distribuida no solo es una oportunidad para ampliar la oferta de energía renovable con el fin de cumplir con la ley también será un impulso para las inversiones,  la fabricación local de componentes, la investigación y el desarrollo de nuestra industria.

 

 

La transición energética hacia fuentes renovables

  //   by Gerardo L. Taccone   //   Energía, Innovación, Liderazgo, NOTAS  //  No Comments

Ante el constante aumento del consumo y la demanda de energía, la actual matriz basada en combustibles fósiles, resulta un re curso finito y contaminante que no cubrirá las necesidades futuras. La solución es cambiar la conformación de la matriz reemplazando el carbón y los hidrocarburos por fuentes de energía alternativa.

1.      ¿Qué es la energía?

A lo largo de los siglos muchos técnicos, científicos y filósofos se han formulado la pregunta. Una simple definición científica de energía hablaría de: La capacidad de un sistema para realizar el trabajo.

La energía está presente en todos los procesos de producción, distribución y consumo.

Los seres humanos utilizamos la energía para realizar trabajos tales como calentar aire y agua; transportar personas y productos; producir alimentos y productos; iluminar casas y calles; etc.

La humanidad ha basado la existencia en su capacidad de convertir la energía (por ejemplo el motor eléctrico convierte energía eléctrica en energía mecánica) de una forma a otra  para que sea funcional a sus necesidades. Así la demanda energética se manifiesta como insumo en las actividades productivas y en los servicios (salud, educación, transporte, iluminación, cocción, calentamiento de agua, calefacción, enfriamiento, tecnologías de la información y comunicación, etc.)

2.      Energía y desarrollo

Globalización

Las estadísticas muestran que las naciones más prósperas y tecnológicamente desarrolladas son también las que tienen el mayor consumo de energía per cápita. Básicamente el consumo de energía per cápita está vinculado al nivel de calidad de vida de un país.

Cabe aclarar, sin embargo, que el crecimiento de un país y la calidad de vida de sus habitantes no están exclusivamente vinculados al aumento del consumo energético. Pues también es necesario considerar su estructura productiva (para que se consume) y las políticas de eficiencia energética (como se consume), entre otros factores.

No obstante, es posible inferir que uno de los mayores desafíos para la humanidad en este siglo es abordar el problema de la energía.

¿Porque digo esto? Veamos. La población mundial crece rápidamente (¿9 mil millones en 2040?) y todas esas personas necesitarán energía.

A la vez, el aumento del nivel de vida incrementará la demanda de energía. La conclusión es que la demanda global de energía estará en constante crecimiento.

3.      Problema de oferta-demanda de energía

Entonces, para el desarrollo de los países y sus habitantes, un primer desafío al que se enfrenta la humanidad es un problema de oferta-demanda de energía.

La consecuencia inmediata es el impacto económico. Claramente si hay más demanda, y la oferta no cambia mucho, el valor de la energía se incrementará impidiendo el acceso a la misma de gran parte de la población. Sin embargo este escenario es opuesto a los objetivos de igualdad e inclusión que se persiguen para lograr la prosperidad global.

El consumo aumentará y el incremento de la demanda debe ser satisfecho en forma sostenible y accesible.

4.      La matriz energética actual

Siguiendo esta línea de pensamiento el segundo desafío a enfrentar es el hecho de que la infraestructura energética global actual depende en gran medida de los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural).

Los combustibles fósiles no son más que millones y millones de años de energía solar almacenada en forma de energía química. Convertimos esa energía en electricidad o en calor para usarla en diversas maquinas, procesos y dispositivos.

Un primer inconveniente es que, en la actual matriz energética global, estos combustibles fósiles se consumen más rápido de lo que se generan en la naturaleza. Por lo tanto, no son una fuente de energía sostenible. Tarde o temprano se agotarán, aun si continuamos con las actuales tasas de consumo.

El segundo problema es que al quemar combustibles fósiles producimos los llamados gases de efecto invernadero (GEI) tal como del dióxido de carbono.

El dióxido de carbono adicional creado por las actividades humanas se almacena en los océanos y en la atmósfera. La mayoría de los científicos piensan, con cierta razón, que el aumento del dióxido de carbono es en parte responsable del calentamiento global y su consecuencia, el cambio climático, puede tener consecuencias drásticas en muchas zonas del mundo afectando los hábitats de las personas.

Estamos ante un recurso finito y contaminante. Evidentemente la solución es cambiar la conformación de la matriz energética reemplazando el carbón y los hidrocarburos por fuentes de energía alternativa.

Este proceso de cambio viene desarrollándose desde fines del siglo pasado, abarcando dentro de las llamadas fuentes de energía alternativa a todas aquellas que no incluyen la quema de combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo).

5.      Las fuentes de energía alternativas

Las fuentes de energía alternativas se dividen en dos grandes grupos: no renovables y renovables.

  1. No renovables: Energía nuclear por fisión controlada en reactores nucleares en los que se produce energía eléctrica, energía mecánica o energía térmica. Las centrales nucleares para generación eléctrica no producen gases de efecto invernadero en su operación. Usan recursos minerales finitos (uranio). Producen residuos radiactivos, difíciles de almacenar y permanecen activos durante mucho tiempo.
  2. Renovables: Energía hidráulica, solar térmica y fotovoltaica, biomasa, eólica, geotérmica, marina. Una definición ampliamente aceptada de energía renovable es: la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse en cortos lapsos por medios naturales. Son recursos abundantes y limpios. No producen gases de efecto invernadero ni otras emisiones dañinas para el medio ambiente. Algunas generan problemas ecológicos particulares (aerogeneradores peligrosos para los pájaros, centrales hidroeléctricas pueden crear obstáculos a la emigración de ciertos peces).

6.      Sostenibilidad de la matriz energética

¿Cómo hacer sostenible la matriz energética?

El Consejo Mundial de Energía, WEC, define la sostenibilidad de la matriz energética con base en tres variables:

  1. seguridad energética (disponibilidad, seguridad en el abastecimiento)
  2. equidad social (acceso y asequibilidad a la energía, equidad tarifaria, búsqueda de mínimos costos para asegurar competitividad)
  3. la mitigación del impacto ambiental (cumplir con los compromisos del Acuerdo de París (1))

Estas tres variables constituyen un “trilema” que en su solución lleva implícita la participación de actores públicos y privados, gobiernos, reguladores y la consideración de factores sociales, económicos, recursos nacionales, intereses ambientales.

Los gobiernos están en condiciones de buscar la solución óptima para las dos primeras variables.

El tercer punto, mitigación del impacto ambiental, es más complejo, trasciende las fronteras. Es objeto del cumplimiento de normas que responden a acuerdos internacionales.

7.      Transición hacia una matriz energética sostenible

Como hemos visto el modelo actual no es perdurable y ha comenzado una transición cuyo objetivo principal a corto plazo lo constituye la seguridad energética y el abastecimiento de la demanda. Un modelo sustentable eficaz que contempla el cuidado del medio ambiente.

Esta transición busca incrementar el uso de fuentes de energía alternativas,  incluyendo el consumo de gas natural por ser el menos contaminante y reducir el consumo de carbón y petróleo incluyendo sus derivados.

La introducción de la eficiencia energética y la profundización del cuidado del medio ambiente en las etapas de generación, transporte, distribución y consumo mediante acciones concretas basadas en planificación a mediano y largo plazo permitirán alcanzar una matriz energética sostenible tal como recomienda la WEC.

(1) El Acuerdo de París es el pacto Internacional para reducir la emisión a la atmósfera de gases contaminantes de efecto invernadero con el fin de atenuar el cambio climático. Fue ratificado a fines de 2015 por 200 naciones en París, Francia.

  • Principales puntos del acuerdo:
    • El aumento de la temperatura global debe estar muy por debajo de los dos grados centígrados.
    • El acuerdo es jurídicamente vinculante para los países firmantes.
    • Fondos cercanos a los US$100.000 millones para los países en desarrollo a partir de 2020.
    • Se revisará cada cinco años.

Auditoría energética

En una breve síntesis se analizan  los pasos iniciales que proporciona la auditoría energética como acción necesaria para alcanzar la eficiencia energética.

1           Eficiencia energética

En el actual escenario altamente competitivo la rentabilidad de las Empresas está directamente ligada al aumento de la productividad.

Esta búsqueda constante de mejora en el uso de los recursos productivos de la organización debe incluir estrategias orientadas al uso eficiente de la energía.

Optimizar el uso de los recursos energéticos tiene como objetivo disminuir el consumo de energía sin afectar la cantidad de energía útil que cada proceso necesita. Esto en la práctica se denomina aumentar la eficiencia energética.

Es decir que  toda vez  que disminuya el consumo de energía por unidad de producto producido o de servicio prestado aumenta la eficiencia energética.

Para ello, es necesario realizar un diagnóstico del consumo energético y determinar las acciones correctivas. Este estudio se denomina auditoria energética

Básicamente da respuesta a la pregunta: ¿cómo, dónde y cuanta energía es empleada o desperdiciada?

Sus resultados permiten determinar con exactitud las áreas potenciales de ahorro de energía, en cuanto pueden reducirse los costos y el tiempo de retorno de los montos a invertir.

2           Auditoría energética

La auditoría energética es un proceso sistemático destinado a obtener el perfil de los consumos energéticos en las instalaciones y equipos de un edificio (de oficinas, comercial, planta industrial, de residencia, etc.) con el fin de mejorar la calidad de los servicios, optimizar los consumos y reducir los impactos medioambientales

El proceso está constituido por tres etapas:

  • Evaluación.
  • Diagnóstico.
  • Acciones correctivas.

2.1          Evaluación

Son las acciones necesarias para la obtención de datos fiables de las características actuales del edificio relacionados con el consumo energético: la ubicación, su entorno, actividades, capacidad, tipos de suministros de energía, inventario de equipos y sistemas que consumen energía, potencias instaladas, distribución y evolución diaria del consumo, tarifas.

2.2          Diagnóstico

Son los aspectos a considerar, en base a los datos obtenidos en la etapa de evaluación, para detectar los factores no deseables que afectan al consumo de energía.

Para ello es necesario valorar:

  • Eficiencia de la construcción.
  • Eficiencia eléctrica en equipos e instalaciones.
  • Eficiencia en iluminación.
  • Eficiencia en climatización (calefacción y aire acondicionado).
  • Otros sistemas (compresores, hornos, equipos informáticos, ventilación, etc.)
  • Suministros de combustibles, energía eléctrica y consumos de agua

2.2.1         Mediciones

La auditoría energética exige la realización de medidas específicas para la realización de los balances de materia y energía

  • Medidas Eléctricas: analizador de redes y multímetros.
  • Medidas para instalaciones de combustión: analizador de gases de combustión, que incluya sonda para toma de muestras, opacímetro, termómetro para gases y ambiente.
  • Gases de combustión: analizador de gases y sondas (tubos de Pitot, Annubar, Isocinéticas) para medidas de velocidad. (Permiten determinar caudales volumétricos de los gases en los conductos, medir diferencias de presión, presiones estáticas y dinámicas y tomas de muestras representativas que no alteran la composición de los gases).
  • Otros equipos: Luxómetros, sondas de temperatura ambiente, pirómetros ópticos y termo gráficos, anemómetros y caudalímetros.

Deben aplicarse  las normas sobre medidas editadas por instituciones de reconocido prestigio, como IRAM, ASTM, ASME, API, DIN, VDE, EPA, etc.

Es imprescindible contar con los manuales de todos los aparatos de medida utilizados.

2.3          Acciones correctivas

Identificar, evaluar y ordenar las diferentes oportunidades de ahorro de energía y de cogeneración de energía eléctrica local (uso de fuentes de energía alternativas), en función de su viabilidad técnica – económica.

2.3.1         Mejoras en la contratación eléctrica

Para la optimización del suministro eléctrico es importante que exista un buen ajuste entre los parámetros de contratación de potencia y la demanda real , de manera que el precio de la energía consumida sea el óptimo y no se produzcan facturaciones excesivas.

Los factores importantes a la hora de intentar reducir el consumo es conocer con detalle la factura de energía eléctrica atendiendo a los siguientes puntos:

  • La potencia que se tiene contratada con la compañía eléctrica.
  • Si existe algún tipo de discriminación horaria.
  • Si se factura potencia reactiva en función del factor de potencia.

3           Complementos a la Auditoria Energética

El informe final, explica y resume la Auditoria Energética. Pero a su vez la empresa auditada podría completarla con los siguientes aspectos.

  • Diseño de la gestión energética de la empresa. Procedimientos para monitorizar los consumos energéticos.
  • Formación y entrenamiento energético del personal. Gerencia, cuadros responsables, personal de mantenimiento.
  • Implementación de las medidas de ahorro detectadas y las acciones correctivas sugeridas

4           Importancia de elevar la eficiencia energética

Para la empresa el incremento de la eficiencia energética reduce las cuentas de energía, mejora la competitividad y aumenta la productividad.

A nivel de la Nación, la conservación de los recursos energéticos, la mejora de la seguridad energética, la reducción de las importaciones de energía son factores que reducen los costos y pueden ser utilizados para el desarrollo.

A nivel Global los beneficios de la eficiencia energética son la reducción de las emisiones contaminantes y la contribución al desarrollo sustentable.

El cambio de paradigma económico

Basado en las ideas de Jeremy Rifkin en su libro “La sociedad de coste marginal cero”, donde considera las nuevas tendencias tecnológicas y su impacto en la economía mundial, esta nota traza un análisis del pasado, presente y futuro de los procesos productivos, los medios de comunicación y las formas de energía, que interpelan a creadores y consumidores en busca de la máxima eficiencia en un entorno sustentable.

1.      Introducción

Invadidos por la tecnología estamos sometidos a nuevos paradigmas impensados hace poco tiempo atrás. Claramente percibimos en nuestra actividad diaria que se producen fuertes cambios en todos los órdenes de nuestra vida. Mencionaré unos pocos ejemplos.

Gran parte de la humanidad se comunica instantáneamente y en forma ubicua desde sus dispositivos móviles intercambiando y accediendo a información, audio y videos.

Millones de personas y empresas generan energías renovables in situ. Por medio de energía solar, eólica, geotérmica, biomasa.

Empresas nuevas fabrican productos mediante impresión 3D, generan la energía que consumen y venden sus productos en centenares de sitios web de todo el mundo.

Millones de estudiantes de todo el mundo que no han podido acceder a una formación universitaria, pueden seguir cursos por Internet (MOOC), impartidos por los mejores profesores del planeta y recibir créditos por su trabajo.

Podría continuar la lista…

2.      Cambios de paradigma económico en la historia

Comencemos con algunas definiciones:

Thomas Kuhn define: un paradigma es un sistema de creencias y supuestos que actúan conjuntamente para crear una visión del mundo integrada y unificada, y que al ser muy convincente y persuasiva se considera equivalente a la realidad misma.

Dice Rifkin: los paradigmas económicos no son fenómenos naturales, sino simples construcciones humanas.

Las grandes transformaciones económicas que se han producido a lo largo de la historia se han basado en el descubrimiento de nuevas formas de energía y nuevos medios de comunicación. La convergencia entre una forma de energía y un medio de comunicación establece una matriz nueva (matriz de comunicación/energía) que reorienta la dinámica espacio-temporal y permite que más y más personas se reúnan en organizaciones sociales más interdependientes y complejas. Las plataformas tecnológicas que surgen de esta convergencia forman una infraestructura que dicta la manera de organizar y gestionar la economía

La Europa feudal era un complejo comunicación/energía de subsistencia. Siervos, bueyes y caballos conformaba la mayor parte de la matriz de energía. Los bosques europeos producían abundante energía térmica para calentar las viviendas y alimentar una metalurgia a pequeña escala. Localidades aisladas y aldeas desperdigadas. La población era analfabeta y la vida económica estaba ligada a las restricciones temporales y espaciales de la cultura oral.

Johannes Gutenberg en 1436 inventa la imprenta con consecuencias tan importantes como las que tiene Internet hoy en día.

Siglo XVIII – Comienzo del régimen de propiedad privada con sistema legal respaldado por un sistema policial y judicial. Nuevas tecnologías agrícolas, como el arado de ruedas pesadas, la sustitución de bueyes por caballos o las rotaciones de dos a tres campos. Avances en la metalurgia, innovaciones mecánicas como la leva, el resorte, el pedal, la biela, el cigüeñal complejo y el regulador, que sustituyeron el movimiento alternativo por el movimiento rotatorio continuo. Molinos de agua y de viento proporcionan nuevas formas de energía.

Siglo XIX – La Introducción de la máquina de vapor trajo la Primera Revolución Industrial. La imprenta a vapor y el telégrafo fueron los medios de comunicación que permitieron conectar y gestionar un complejo sistema ferroviario y fabril, basado en el carbón, que conectaba áreas urbanas densamente pobladas dentro de los mercados nacionales. A fines de siglo comienza la Segunda Revolución Industrial. Reemplazo del vapor por la electricidad y el petróleo como fuentes de energía.

Siglo XX – La telefonía y, más adelante, la radio y la televisión, se convirtieron en los medios de comunicación que permitieron conectar y gestionar una época y una sociedad de consumo geográficamente más dispersa y marcada por la electricidad, el petróleo, el automóvil y las comunidades residenciales suburbanas. A mediados del siglo XX se desencadena la Tercera Revolución Industrial signada por el impacto de la evolución tecnológica y las comunicaciones en la transformación de la industria.

Siglo XXI – Internet se destaca como el medio de comunicación que, además, permite gestionar información, comercio, energías renovables distribuidas,  sistemas automatizados de logística y transporte.

En un mundo globalizado cada vez más interconectado, vivimos el comienzo de la Cuarta Revolución Industrial que nos presenta nuevos materiales, la Internet de las cosas, la impresión 3D y nuevas energías.

Este rápido recorrido histórico nos permite observar que los cambios en la matriz comunicación/energía acortaron distancias, redujeron tiempos y unieron a personas de diferentes lugares en actividades económicas conjuntas, dando como resultado un aumento de la productividad

3.      La Productividad

La productividad es una medida de eficiencia productiva expresada por la proporción entre aquello que se produce y lo que es necesario para producirlo.

En principio, los economistas se contentaban con medir la productividad según dos factores: el capital físico y el rendimiento laboral. Este enfoque ha cambiado en los últimos veinticinco años.

Varios analistas ( Reiner Kümmel, Robert Ayres, entre otros), han examinado el crecimiento económico del período industrial mediante un análisis basado en tres factores: el capital físico, el rendimiento laboral y la eficiencia termodinámica del uso de energía.

Observaron que el aumento de la eficiencia termodinámica con que la energía y las materias primas se convierten en trabajo útil explica la mayor parte del aumento de la productividad y del crecimiento en las economías industriales.

Si revisamos más a fondo las dos primeras revoluciones industriales veremos que los aumentos de la productividad y del crecimiento fueron posibles gracias a la matriz de comunicación/energía y a la infraestructura correspondiente, que conformaban la plataforma tecnológica de uso general en la que se basaban las empresas.

4.      La Infraestructura

La infraestructura tecnológica de la Segunda Revolución Industrial constituyó la base para el aumento espectacular del crecimiento en el siglo XX. Formada por redes de telecomunicaciones, redes viales, redes de distribución eléctrica, oleoductos y gasoductos, sistemas de suministro de agua potable y de alcantarillado, y sistemas de enseñanza pública.

Los avances en la eficiencia y la productividad debidos al uso de herramientas eléctricas no hubieran sido posibles sin una red de suministro eléctrico.

Las empresas tampoco habrían podido lograr las eficiencias y los aumentos de productividad de las grandes operaciones de integración vertical sin el telégrafo y, más tarde, el teléfono, que les permitieron una comunicación instantánea con sus proveedores y distribuidores y el acceso inmediato a las cadenas de mando de sus operaciones internas y externas.

Las empresas tampoco podrían haber reducido de una manera significativa sus costes de logística sin una red vial que comunicara los mercados interiores.

Por otro lado, la red de suministro eléctrico, las redes de telecomunicaciones y los vehículos ligeros y pesados que circulaban por la red vial se alimentaban con energía procedente del petróleo, que para pasar de los pozos a las refinerías y las gasolineras necesitaba una infraestructura de integración vertical.

La mayoría de estas infraestructuras son públicas, que se sufragan o subvencionan por medio de impuestos y son supervisadas y reguladas por el Gobierno a nivel local, estatal o federal.

Sin embargo mejorar la infraestructura de la Segunda Revolución Industrial es poco probable que  tuviera fuertes efectos medibles en la eficiencia, la productividad y el crecimiento. Basada en las   energías fósiles, esas tecnologías concebidas y diseñadas para aprovechar estas energías, como el motor de combustión interna y la red centralizada de distribución eléctrica, han agotado su productividad.

Evidentemente con estas tecnologías es imposible pensar en alcanzar una eficiencia termodinámica del cien por ciento.
En este escenario el aumento de la productividad será posible a través del naciente Internet de las Cosas (IoT , Internet of things). Un concepto que se refiere a la interconexión digital de objetos cotidianos con Internet.

Internet de las cosas sería la primera revolución de la historia basada en una infraestructura inteligente que conectará máquinas, empresas, viviendas y vehículos en una red inteligente formada por un Internet de las comunicaciones, un Internet de la energía y un Internet de la logística integrados en un único sistema operativo.

Esta infraestructura inteligente ofrecerá a las empresas conectadas a la red un flujo continuo de Big Data (variaciones del precio de la electricidad, tráfico logístico en cadenas de suministro, flujos de producción en líneas de montaje, los servicios externos e internos de las empresas, el seguimiento de la actividad de los consumidores en tiempo real) que podrán procesar mediante análisis avanzados con el objetivo de crear algoritmos predictivos y sistemas automatizados que les permitan mejorar su rendimiento termodinámico y aumentar drásticamente su productividad.

5.      Cambios y desafíos futuros

Extender estas posibilidades a todas las actividades del ser humano (salud, educación, entretenimiento, turismo, etc.) permite avizorar profundos cambios en la humanidad.

Aunque también traerá nuevos desafíos.

Algunos vinculados a la privacidad de los datos, su cuidado y acotamiento en pos del bien común. Donde la cuestión fundamental pasa por los límites que habrá que establecer para garantizar la protección del derecho a la privacidad cuando todas las personas y todas las cosas estén interconectadas.

Pero también es ya una realidad que millones de trabajadores han sido sustituidos por tecnología inteligente en empresas y entidades profesionales de todo el mundo. La robótica, la automatización de procesos y las soluciones de software predictivo son introducidas cada vez más en las actividades manufactureras y de servicios aumentado la eficiencia y reduciendo los costos.

Esta mano de obra convencional desplazada representa un fuerte desafío a resolver porque la tendencia marca un incremento de la desocupación.

6.      Mis conclusiones

En este contexto muchas de las competencias laborales actuales deben cambiar. Ya se han producido algunos cambios impensados no más que 5 años atrás.  Lo invito a realizar su propia enumeración.

Está claro que la automatización de los procesos de manufacturas y los servicios harán que los trabajos rutinarios dejen de emplear mano de obra humana.

Mientras  que se impondrán otras habilidades que no son capaces de ejecutar las maquinas,  tales como la creatividad, el contacto con los demás, la negociación y  la inteligencia emocional.

El futuro del empleo se desarrollara en industrias que usen nuevas tecnologías, generando trabajos que hoy no existen.

Desde una perspectiva realista, puede afirmarse que el proceso de transformación del nuevo paradigma económico sólo beneficiará a quienes sean capaces de innovar y adaptarse.

IoT – El internet de las cosas

Si tuviéramos ordenadores que supieran todo lo que tuvieran que saber sobre las “cosas”, mediante el uso de datos que ellos mismos pudieran recoger sin nuestra ayuda, nosotros podríamos monitorizar, contar y localizar todo a nuestro alrededor, de esta manera se reducirían increíblemente gastos, pérdidas y costes. El Internet de las Cosas tiene el potencial para cambiar el mundo tal y como lo hizo la revolución digital hace unas décadas

1.      Evolución productiva

Las grandes transformaciones de la humanidad  son el resultado de procesos económicos, sociales y tecnológicos.

Así en el siglo 18 la invención de la máquina de vapor produjo la mecanización del trabajo manual dando lugar a la llamada Primera Revolución Industrial. Luego a principios del siglo 20 se aplicaron técnicas de producción en serie, Segunda Revolución Industrial. En las últimas décadas con la incorporación de sistemas electrónicos y TIC (tecnologías de la información y la comunicación) se profundiza la automatización en los procesos de fabricación, es la Tercera Revolución Industrial.

IoTLa evolución tecnológica continúa y nos posiciona en el umbral de la Cuarta Revolución Industrial. La comunidad europea lo denomina Industry 4.0. En USA la SMLC (Smart Manufacturing Leadership Coalition) también está trabajando en el futuro de los sistemas de producción. Ambos son proyectos estratégicos, donde participan empresas de tecnología, empresas manufactureras, Universidades y entes gubernamentales, cuya meta es la Fábrica Inteligente (Smart Factory).

Si bien los avances científicos son impulsores de esos procesos también lo son las condiciones de mercado. Hoy las empresas se enfrentan a una creciente presión de aumento en la productividad. Que se manifiesta en la demanda de productos que responden a las expectativas del cliente a precios cada vez más competitivos.

Para adaptarse a estas nuevas condiciones las futuras instalaciones de producción serán mucho más inteligentes que las fábricas actuales. Aunque actualmente  existen algunas experiencias para su total implementación habrá que esperar un tiempo, se estima su concreción en la próxima década.

2.      Smart Factory

Se trata de la fábrica en la que todos sus procesos están informatizados, se encuentran conectados e interactúan entre sí.

robot2Mediante la incorporación de procesadores miniaturizados, unidades de almacenamiento, sensores y transmisores en los elementos que interactúan en los procesos productivos (máquinas, herramientas, materiales y productos terminados) se dispondrá de captura de datos masivos cuyo análisis a través de software hará disponible información enriquecida para optimizar la toma de decisiones y controlar los procesos de fabricación.

Hoy en día, la información está contenida en diferentes sistemas. Por ejemplo, un sistema de planificación de recursos empresariales (ERP) (responsable de la gestión logística, planificación de recursos, cálculos de costos, contabilidad, etc), mientras que un sistema de ejecución de fabricación (MES) controla las operaciones de producción (órdenes de trabajo, recepción de mercancías, transporte, control de calidad, mantenimiento, programación, etc) y  el sistema de Supervisión, Control y Adquisición de Datos (SCADA) controla y supervisa los procesos industriales en tiempo real con los dispositivos de campo sensores y actuadores.

El problema es que estos sistemas usan  distintos formatos, sistemas operativos y lenguajes de programación por lo que impiden la transmisión fluida y completa de los datos de un sistema a otro. No hay  fusión integral de lo virtual con el mundo físico.

3.      Internet de las Cosas (IoT)

Impulsado por Internet, los mundos reales y virtuales están creciendo más y más cerca entre sí para formar el llamado Internet de las Cosas (IoT). Terminología definida por  Kevin Ashton quien  lo explica de la siguiente forma:

“Los ordenador actuales—y, por tanto, Internet—son prácticamente dependientes de los seres humanos para recabar información… la tecnología de la información actual  es tan dependiente de los datos escritos por personas que nuestros ordenadores saben más sobre ideas que sobre cosas. Si tuviéramos ordenadores que supieran todo lo que tuvieran que saber sobre las “cosas”, mediante el uso de datos que ellos mismos pudieran recoger sin nuestra ayuda, nosotros podríamos monitorizar, contar y localizar todo a nuestro alrededor, de esta manera se reducirían increíblemente gastos, pérdidas y costes. Sabríamos cuando reemplazar, reparar o recuperar lo que fuera, así como conocer si su funcionamiento estuviera siendo correcto. El Internet de las Cosas tiene el potencial para cambiar el mundo tal y como lo hizo la revolución digital hace unas décadas. Tal vez incluso hasta más”

Smart-factoryPodemos decir que la industria e Internet  tienen  como objetivo conectar máquinas, instalaciones, flotas y redes en potentes sistemas de computación, información y comunicación.

Hasta ahora están  limitados a cada fábrica individual. El fin de Internet de las Cosas (IoT) es interconectar múltiples fábricas (Smart Factories) e incluso regiones geográficas para lograr la producción inteligente (Smart Production).

El mundo de la producción estará cada vez más en red hasta que todo esté interrelacionado con todo. La complejidad de las redes de producción, clientes y proveedores crecerá enormemente profundizando su vinculación.

Todo ello permitirá disponer de productos personalizados  producidos a costos comparables a los de la fabricación masiva, un factor clave de competitividad en la industria manufacturera de la mañana

4.       Industria del Entretenimiento

Estas tecnologías junto a las aplicaciones en 3D,  Realidad Virtual y consolas con sensores de movimiento impactaran fuerte en la Industria del Entretenimiento. El Internet de las Cosas (IoT) permitirá vincular el mundo virtual con el mundo real.

Los juegos de mesa de todo tipo serán renovados en su implementación. Por ejemplo ya existen tableros de ajedrez con sensores que permiten el juego por internet con piezas reales.

Las empresas operadoras de casinos físicos y en línea podrían utilizar sensores para encontrar las mejores oportunidades en juegos de mesa para que sus clientes jueguen en línea o en el casino físico más cercano a su actual ubicación, como así también hacerles saber cuándo las mejores mesas están abiertas.

Sensores en dispositivos móviles, consolas con sensor de movimiento, imágenes 3D, dispositivos de realidad virtual, etc. en definitiva nuevas tecnologías interconectadas a través de Internet para mejorar la experiencia de los jugadores.

Un futuro cercano que no se puede ignorar y menos aún quedar fuera.

Casinos and energy efficiency – Strategy for sustainable development

  //   by gltaccone   //   Energía, NOTAS  //  Comentarios desactivados en Casinos and energy efficiency – Strategy for sustainable development

espanolEstablish procedures for best practices for responsible energy consumption is a clear examplewhere aspects of sustainability going in hand with business profitability. While it is ideal to plan from the project stage, is also possible to implement actions on existing buildings

Profitability and sustainable development

The globalization of the economy establishes a highly competitive scenario, in which the profitability of companies is directly linked to an increase in productivity.

This constant search for improvement in the use of an organization’s productive resources is not possible without considering the concept of sustainable development. Productivity and sustainability are binding concepts.eficiencia-energ

Companies’ plans for economic development must include strategies oriented to the efficient use of resources and environmental conservation. So that, within a framework of responsible compromise, business activity allows to meet the needs of the present without compromising the possibility of future use.

In this sense, a primary action is to implement plans to optimize the use of energy resources. It will aim at decreasing the energy consumption without affecting the amount of useful energy that each process needs. This, in practice, is called increasing energy efficiency. It means that every time there is a decrease in the energy consumption per product unit produced or service offered, the energy efficiency increases.

The result of these actions will contribute to the care of the environment, as well as generating savings in operational costs. So, establishing best practice procedures for responsible energy consumption is a clear example where aspects of sustainability going in hand with business profitability.

Energy efficiency in Entertainment Centers

The Entertainment Industry as a whole is not immune to the need of adopting policies to increase productivity with sustainable development.

In the particular case of Entertainment Centers, electricity is the source of energy that makes its operations possible. They are ventures that for their building characteristics, equipment, environment and comfort to offer to their customers – often operating 24/7 – have a demand of electrical energy high and complex.

In line with an approach properly taking into consideration energy efficiency, these peculiar characteristics must be considered at the design stage or the refurbishment stage of the building.

The project (building orientation, interior volumetric, etc.), building materials and setting, general equipment (furniture, games, signage, etc), services (fuel, water, air conditioning, lighting, center data, etc.), the generation and treatment of waste and effluents, as well as operational management model will impact the energy efficiency of the enterprise.

Casinos 

Casinos traditionally conceived, as enclosure isolated from the outside air and light; require a great amount of energy to operate. The comfort of that closed environment depends of the illumination, ventilation and air conditioning that are provided by the systems and services of the building.

It is possible to optimize that energy demand, which is mainly based on electricity consumption, by planning for best practices and using suitable technology. Although it is easier to incorporate it at the planning stage, it is also possible to implement actions in existing buildings. Let’s analyze some strategies:

Lightning systems

The considerations around casino’s lighting design are conditioned to the requirements related to the functionality of the operating area considered: indoor and outdoor signage, live table games, slots area, boxes, vaults, offices, bars, restaurants, etc.

lamp-bajo-consConceptually, the aim of the lighting system is to bring the adequate and differentiated light intensity for each requirement.

Then, the value assigned in lux  is a variable that can’t be changed. As a result, the improvement in the performance of the system is obtained with the use of devices with high luminous efficiency and low consumption.

The use of dimmers is useful to make adjustments on the levels of illumination and life’s extension of the lamps. Preventive maintenance work is also necessary in order to change old lamps and clean the devices in order to maintain their performance.

It is highly advisable to increase the use of external natural lighting where this is possible.

In general, use of electricity by lighting represents between 20% and 25 % of the total energy consumption, reduce their impact on costs is a major factor. In this area the shift to new technologies has high coefficient in the ROI.

HVAC Systems

HVAC -Heating, Ventilation and Air Conditioning- systems are put in place for the purpose of air treatment: its quality, temperature, humidity and movement. Its function is to ensure adequate ventilation and air conditioning in each area of the casino, maintaining the required levels of temperature, humidity and quality of the air beyond fluctuations in the outdoor environment.

Those systems account for between 45% to 50% of the total energy use. Thus, there is good reason to fully evaluate the efficiency of existing systems including equipment and injection and extraction systems.

The optimization of HVAC systems must aim to maintain proper parameters of acclimatization, while at the same time maximizing energy efficiency. The performance of HVAC systems impact directly on the quality of the air supplied, on overall energy consumption and on the quality of the air expelled to the environment.

An important factor to consider is that, inside casinos, there are two types of heat generating sources that affect the operation of those systems. A constant source comprising illumination, gaming machines, equipment, etc, and a variable source related to the grade of occupation, ie how full the casino is.

The installation of temperature and air quality sensors will allow for automatic control of air leaks to the exterior, depending on that variable source, with consequent energy saving.

Electronic gaming machines

pokjackElectronic game machines contribute to the overall lighting and are also a heat source to consider. The energy efficiency of a machine is thus something to consider when selecting games.

It is possible to consider the following parameters of consumption as a reference: very efficient, less than 200 W/h, efficient, between 200W/h and 350 W/h, inefficient, more than 350 W/h.

A good practice is to keep machines totally inactive outside of working hours, unless where maintenance is needed. It can be estimated that games’ usage of electricity makes up between 30% and a 35% of the total.

Conclusions

Very briefly, we have looked at the optimization of energy performance in casinos through the application of strategies for reducing usage of lighting and HVAC, as well as the selection of equipment with high energy efficiency.

eolica

panel-solarA company can go further than this. For example, through the implementation of plans for co-generation of local electrical energy by harnessing alternative energy sources such as solar energy, eolic energy, biomass, etc.

In all the cases presented, it is necessary to conduct research beforehand to evaluate initial costs and estimate the time of return on investment.

For example, in illumination and HVAC, one can expect a return on investment within 3 years. In terms of energy co-generation return on investment analysis would be more project-specific.

Through the continuous improvement of energy efficiency I wanted to show that the policies on sustainable development, when they are based on sound planning and the adequate use of technologies, are profitable and increase productivity.

The conclusion is that productivity and sustainability are binding concepts.

Hidrocarburos y Teoría de Juegos

  //   by Gerardo L. Taccone   //   Energía, Gaming, NOTAS  //  Comentarios desactivados en Hidrocarburos y Teoría de Juegos

petroleoComo Ingeniero pude desarrollar, y continúo haciéndolo, experiencia profesional en dos áreas como son la energía y el entretenimiento. Aunque en lo superficial pareciera que no tienen puntos en común, en lo profundo de su materialización comparten principios básicos provenientes de las matemáticas y la física aplicados a través de varias disciplinas entre las cuales se encuentra la Ingeniería.

El objetivo de este artículo es analizar algunos parámetros y conceptos que comparten la Industria de los juegos de Azar y la de Exploración de Hidrocarburos a partir del uso de cálculos probabilísticos y estadísticos, tratando de interpolar resultados y conclusiones entre ambas actividades.

Incertidumbre, certeza y riesgo

Definimos incertidumbre como falta de certeza sobre algo, directamente vinculado al grado de desconocimiento o falta de información respecto de lo que se sabe. Entonces certeza e incertidumbre son dos extremos opuestos.

dadosEnunciamos como situación óptima para la toma de decisiones aquella en la cual se dispone de información veraz y completa que elimina factores de incertidumbre, asegurando certeza a través del pleno conocimiento.

Obviamente esta situación es ideal y aunque aspiramos a que el resultado de nuestras acciones esté basado en la certeza previa no desconocemos de cierta carga de incertidumbre que ellas conllevan pues son inherentes a las limitaciones del ser humano.

El nivel de riesgo que podamos asumir estará definido por el valor diferencial entre incertidumbre y certeza que estamos dispuestos a aceptar. Hay que entender aquí como nivel de riesgo el resultado de cálculos precisos y racionales que seamos capaces de realizar a partir de información previa.

cartas-dadosPor ejemplo, al participar en un juego de azar la incertidumbre del resultado es máxima y la certeza cero. El participante acepta esta regla pues en ella radica el atractivo de esa actividad lúdica. La falta de certeza hace atractiva la competencia en pos de obtener el premio en disputa. A su vez,  el cálculo racional del riesgo está presente en la toma de decisión cuando el jugador determina cuanto está dispuesto a arriesgar.

Podemos distinguir tres componentes que hacen al riesgo:

  • La incertidumbre del resultado en cada jugada. Si hay certeza no hay riesgo.
  • El nivel de pérdida que el jugador está dispuesto a aceptar en cada jugada
  • La relevancia de la pérdida respecto de su capital inicial

Claramente podemos deducir que en el caso expuesto, donde la certeza es cero (opuesto al óptimo con incertidumbre cero), la valorización del riesgo es subjetiva y está vinculada a la percepción que el jugador tiene respecto del nivel de ganancia esperado. Consecuente con ello el cambio de expectativas en la ganancia impactará en las dos últimas variables mencionadas pues el azar hace invariable el valor certeza cero.

El problema de la ruina del jugador

Los cálculos probabilísticos aplicados a los juegos de azar permiten determinar ventajas en el modelo de apuestas y participación, pero claramente no son capaces de vaticinar resultados.

Uno de los más famosos es un ejercicio de cálculo de probabilidades, conocido actualmente como El problema de la ruina del jugador.  Es interesante pues permite evaluar el riesgo.

Según la Universidad de Sevilla el Tratado de Huygens, publicado en 1657,  lo registra por primera vez como enunciado de un problema pero sin el nombre actual. También fue tratado por grandes matemáticos como Pascal, Fermat y Bernoulli.

Intentaré exponer el planteo y sus conclusiones sin entrar en formulaciones matemáticas pues no son el objetivo de este artículo. No obstante ese material puede ser localizado en infinidad de textos y tratados de cálculo de probabilidades.

play-to-winBásicamente, el objetivo de esta teoría es calcular cuál es  la  probabilidad que un jugador tiene de mantener su participación en un juego de azar antes de alcanzar una situación en la cual ya no dispone de más dinero de la cantidad inicial que decidió arriesgar en el juego. Esta situación se conoce como el estado de Ruina del Jugador.

El planteo es la participación de dos jugadores en un mismo juego de azar, sin ventaja matemática a favor de alguno de los participantes, a un número indeterminado de partidas, donde en cada partida se juega una moneda. Las reglas son: quién pierde paga al otro una moneda, y el juego termina cuando uno de los dos jugadores ha perdido todo su dinero. El juego podría tener duración infinita.

Para poder realizar los cálculos es necesario tener en cuenta la cantidad total de dinero que al inicio tiene disponible cada jugador para apostar. Se la denomina Capital Inicial.

A priori es posible establecer dos situaciones diferentes, veamos sus características y las conclusiones que arroja la teoría:

  • Los dos jugadores tienen la misma cantidad inicial de dinero para apostar.

Conclusión: las probabilidades que ambos jugadores se arruinen son exactamente las mismas (50%), porque ambos disponen de los mismos recursos económicos para soportar las fluctuaciones aleatorias del juego. Ambos jugadores asumen igual riesgo establecido por las reglas del juego y la igualdad de capital inicial.

  • Alguno de los dos tiene menos dinero inicial para apostar que el otro.

Conclusión: aquel jugador que participa en el juego con un capital inicial más bajo tiene mayor probabilidad de terminar más rápido en situación de ruina que el otro. El jugador con mayor capital Inicial tiene mayor probabilidad de resistir más tiempo las rachas de resultados adversos. El jugador con mayor capital asume un riesgo mayor para las mismas reglas de juego.

dados-2En nuestro análisis cambiemos ahora una condición subjetiva como es el nivel de ganancia esperado por cada jugador. Cada jugador comienza con una Capital Inicial de dinero y aspira a ganar una cantidad X de dinero. En consecuencia, el juego para este jugador concluye cuando logra ganar la cantidad X de dinero fijada como objetivo o cuando pierde su Capital Inicial al alcanzar la Situación de Ruina.

Los cálculos matemáticos demuestran como conclusión que:

  • El jugador tiene menos probabilidad de alcanzar Situación de Ruina cuanto más cerca esté su Capital Inicial de la suma X fijada como meta. El riesgo se reduce al disminuir el diferencial de ganancia esperada.
  • Si el jugador establece una meta X muy alta y posee un Capital Inicial modesto para intentar alcanzarla, tiene mayores probabilidades de Situación de Ruina que de alcanzar la meta X de dinero fijada. El riesgo aumenta con el aumento del diferencial de ganancia esperada.

En este ejemplo, basado en un juego de azar y sin variar las reglas, podemos ver claramente las variaciones del nivel de riesgo en función del comportamiento subjetivo del jugador, de su Capital Inicial y las aspiraciones de beneficio que desea obtener en un escenario de certeza cero.

Exploración de hidrocarburos

Las actividades de exploración y producción de hidrocarburos se encuentran íntimamente ligadas. Las empresas que producen gas y petróleo basan su flujo de caja en la extracción, pero como se trata de un recurso no renovable también tienen como objetivo reponer y/o incrementar las reservas con el fin de no someter a la Empresa a una reducción de su actividad.

petroleo-3A su vez el aumento de reservas no solo garantiza el soporte para mantener producción también acompaña el mejor posicionamiento de la Empresa en el mercado de capitales y como consecuencia de ello el acceso al crédito para nuevos proyectos.

Uno de los caminos para incrementar reservas es la exploración.

En la exploración de hidrocarburos el azar no es un parámetro posible. Tampoco es posible la certeza absoluta. La actividad exploratoria es una actividad con inversión de alto riesgo posible de ser realizada solo con recursos propios. Por sus características no captura financiación externa.

Nada asegura que el pozo exploratorio perforado, según programación basada en información surgida de métodos de prospección, resulte comercialmente exitoso. En general son altas las chances de que no lo sea. Solo uno de cada diez pozos exploratorios resulta productivo.

Podemos decir que ante esta situación de riesgo las conclusiones obtenidas del problema de la ruina del jugador es posible hacerla extensivas a la actividad  de la exploración de hidrocarburos.

Comencemos por expresar que la reducción del nivel de incertidumbre y el aumento del nivel de certeza basado en los estudios geológicos y cálculos estadísticos y probabilísticos, permitirán reducir el nivel riesgo. Así mismo la curva de aprendizaje al avanzar en la producción del yacimiento suministrará mayor cantidad de datos que contribuirán a la disminución de la incertidumbre y el riesgo.

petroleo-2A su vez los otros dos componentes del riesgo en esta actividad se manifiestan por la pérdida que la empresa está dispuesta a asumir por cada pozo exploratorio sin resultado positivo y el impacto que ello tiene en el presupuesto total asignado al proyecto.

Entonces para el análisis del riesgo, siguiendo el modelo expuesto en El problema de la ruina del jugador, introduzco los conceptos Capital Inicial, Situación de Ruina y beneficios esperados. Interpolando sus conclusiones se pone de manifiesto que:

  • A las compañías pequeñas les convendrá elegir proyectos con baja inversión (Capital Inicial) y mayores probabilidades de éxito (menor riesgo), aunque el beneficio por esperar no sea extremadamente grande. Un modelo de menor probabilidad en el tiempo llevaría a alcanzar Situación de Ruina.
  • En oposición, las regiones con mejor potencial de hidrocarburos (mayores beneficios), pero de mayor riesgo y alta inversión (Capital Inicial), deberán ser exploradas por grandes corporaciones, ya que ellas tienen capacidad para soportar varios resultados negativos consecutivos (Situación de Ruina). El riesgo de inversión es alto en pos de encontrar yacimientos con grandes reservas de hidrocarburos.

Podemos concluir que la actividad exploratoria de hidrocarburos, signada por el alto riesgo, requiere grandes inversiones de capital propio sostenidas a largo plazo. Por ello no admite la toma de decisiones basadas en el azar o la subjetividad. Este es el punto donde los juegos de azar se separan de la actividad industrial exploratoria.

Casinos – Eficiencia energética – Desarrollo sustentable

  //   by Gerardo L. Taccone   //   Energía, NOTAS  //  Comentarios desactivados en Casinos – Eficiencia energética – Desarrollo sustentable

inglesEstablecer procedimientos de mejores prácticas para el consumo responsable de la energía es un claro ejemplo donde aspectos de sustentabilidad actúan como soporte para la rentabilidad del negocio. Si bien es ideal planificar desde el proyecto también es posible implementar acciones en los edificios existentes.

Rentabilidad y desarrollo sustentable

La globalización de la economía establece un escenario altamente competitivo en el cual la rentabilidad de las Empresas está directamente ligada al aumento de la productividad.

Esta búsqueda constante de mejora en el uso de los recursos productivos de la organización no es posible sin considerar el concepto de desarrollo sustentable. Productividad y sustentabilidad son conceptos vinculantes.

eficiencia-energLos planes de desarrollo económico de las empresas deben incluir estrategias orientadas al uso eficiente de los recursos y el cuidado del medio ambiente. De tal manera que, en un marco de compromiso responsable, la actividad empresarial  permita satisfacer las necesidades del presente sin comprometer las posibilidades de uso futuro.

En este sentido, una acción primaria es implementar planes para optimizar el uso de los recursos energéticos. Su objetivo será disminuir el consumo de energía sin afectar la cantidad de energía útil que cada proceso necesita. Esto en la práctica se denomina aumentar la eficiencia energética. Es decir que  toda vez  que disminuya el consumo de energía por unidad de producto producido o de servicio prestado aumenta la eficiencia energética.

El resultado de estas acciones  contribuirá al cuidado del ecosistema a la vez que producirá ahorro en los costos operativos. Entonces, establecer procedimientos de mejores prácticas para el consumo responsable de la energía es un claro ejemplo donde aspectos de sustentabilidad actúan como soporte para la rentabilidad del negocio.

Eficiencia energética en Centros de Entretenimiento

La Industria del Entretenimiento en su conjunto no es ajena a la necesidad de adoptar políticas tendientes a aumentar la productividad con desarrollo sustentable.

En el caso particular de los Centros de Entretenimientos es la energía eléctrica la fuente energética que hace posible su funcionamiento. Son emprendimientos que por sus características edilicias, equipamiento, ambientación y confort que deben ofrecer a sus clientes, en horarios de funcionamiento que en muchos casos alcanza las 24 horas durante 365 días al año, tienen una demanda de energía eléctrica alta y compleja.

En un enfoque orientado hacia la eficiencia energética  estas características peculiares deben ser consideradas durante la etapa de diseño o en los procesos de actualización del edificio.

El proyecto (orientación del edificio, volumetría de su interior, etc.), los materiales de construcción y ambientación,  el equipamiento en general (muebles, juegos, cartelería, etc), los servicios (combustibles, agua, aire acondicionado, iluminación, centro de datos, etc.), la generación y tratamiento de residuos y efluentes, como así también el modelo de gestión operativa tendrán impacto en la eficiencia energética del emprendimiento.

Casinos

Los  Casinos en su concepción tradicional, como recinto aislado del aire y luz exterior, requieren gran cantidad de energía para funcionar. El confort de ese ambiente cerrado es dependiente de la iluminación, ventilación y aire acondicionado que proveen los sistemas y servicios del edificio.

Esa demanda de energía, basada fundamentalmente en el consumo de energía eléctrica, es posible optimizarla efectuando planificación de mejores prácticas y usando tecnología adecuada. Si bien es ideal planificar desde el proyecto también es posible implementar acciones en los edificios existentes. Analicemos algunas estrategias.

Sistemas de iluminación

lamp-bajo-consLas consideraciones en el diseño de la iluminación en los Casinos están condicionadas a requerimientos relativos a la funcionalidad del área operativa que se considere: señalética exterior e interior, mesas de juego en vivo, área de slots, cajas, bóveda, oficinas, bares, restaurantes, etc.

Conceptualmente el objetivo del sistema de iluminación es suministrar adecuada y diferenciada intensidad luminosa para cada requerimiento, el valor en lux no es una variable. En consecuencia la mejora en el rendimiento del sistema se obtiene con la utilización de dispositivos de alta eficiencia lumínica y bajo consumo.

Es útil el uso de dimmers para realizar ajustes en los niveles de iluminación y extensión en la vida útil de lámpara. También son necesarios los trabajos de mantenimiento preventivo para cambiar lámparas envejecidas y efectuar la limpieza metódica de artefactos con el fin de mantener su rendimiento.

Es altamente recomendable aumentar la utilización de luz exterior en aquellas áreas que por su característica operativa así lo permitan.

En general el consumo eléctrico por iluminación representa entre un 20 y 25 % del total, disminuir su incidencia en los costos es un factor importante. En este rubro el cambio hacia nuevas tecnologías tiene alto coeficiente en el retorno de la inversión.

Sistemas HVAC

Los sistemas de HVAC (Heating, Ventilating and Air Conditioning) se encargan del tratamiento del aire en cuanto a su calidad, temperatura, humidificación y  movimiento.

Su función es   proporcionar adecuada ventilación y aire acondicionado en cada área del Casino; manteniendo los valores requeridos de temperatura, humedad y calidad del aire independientemente de las  fluctuaciones en el ambiente exterior.

Estos sistemas son responsables de un consumo eléctrico que se sitúa entre el 45% y el 50% del total. Por este motivo se justifica la evaluación completa de los sistemas existentes incluyendo equipos y canalizaciones de inyección y extracción.

La optimización de los sistemas de HVAC debe tener como objetivo mantener parámetros de climatización adecuados a la vez que se maximiza la eficiencia energética.

Es crítico la correcta selección de equipos nuevos junto a las  mejoras y mantenimiento de los sistemas existentes debido a  que el rendimiento de los sistemas HVAC impacta directamente en la calidad de aire que suministra, en el consumo energético y en la calidad de aire que expulsa al medio ambiente.

Un factor importante a considerar es que en el interior de los Casinos hay dos tipos de fuentes generadoras de calor que afectan el funcionamiento de estos sistemas. Una fuente constante constituida por iluminación, máquinas de juego, equipamiento, etc. y  una fuente variable relacionada con el grado de ocupación. La instalación de sensores de temperaturas y calidad de aire permitirá automatizar  el control de pérdida de aire al exterior en función de esa fuente variable, con el consiguiente ahorro de energía.

Las máquinas electrónicas de juego

atrjackLas máquinas electrónicas a la vez que aportan a la iluminación general del sector son también una fuente emisora de calor a considerar.

En la elección de juegos es una buena práctica considerar la eficiencia eléctrica de la máquina. Para ello es posible tomar como parámetros de consumo de referencia los siguientes: muy eficiente menor a 200 W/h, eficiente entre 200W/h y 350 W/h, poco eficiente mayor que 350 W/h.

Es buena práctica mantener totalmente apagadas las máquinas fuera del horario de funcionamiento del Casino salvo aquellas que requieren mantenimiento. En forma general se puede estimar que el consumo de electricidad de estos juegos oscila entre un 30% y 35% del consumo total

Conclusiones

Brevemente hemos visto la optimización del rendimiento energético en los Casinos con la aplicación de estrategias de reducción de consumo en iluminación y climatización, como así también por la elección de equipamiento de alta eficiencia energética.

eolicapanel-solarEstas acciones se pueden extender aún más. Por ejemplo con la implementación de planes de cogeneración de energía eléctrica local a partir del uso de fuentes de energía alternativas  tales como solar, eólica, biomasa, etc.

En todos los casos presentados es  necesario hacer un estudio previo para evaluar los costos iniciales y estimar el tiempo de retorno de la inversión. Por ejemplo en iluminación y climatización se puede considerar un ROI no mayor a 3 años. La cogeneración de energía requiere análisis del ROI para cada proyecto en particular, no es posible estimar en forma general.

A través de la mejora continua en la eficiencia energética he querido demostrar que las políticas de desarrollo sustentable, cuando están basadas en la planificación y el uso adecuado de las tecnologías, son rentables y aumentan la productividad.

La conclusión es que productividad y sustentabilidad son conceptos vinculantes.

Fluctuaciones-Perturbaciones en la alimentación eléctrica

  //   by Gerardo L. Taccone   //   Energía, NOTAS  //  Comentarios desactivados en Fluctuaciones-Perturbaciones en la alimentación eléctrica

Estadísticamente está comprobado que los problemas en la red de alimentación eléctrica son causantes de la mayoría de las perdidas de datos en los sistemas de procesamiento de la información.

Me consta y lo he comprobado que también una instalación mal diseñada, trabajando aun en valores menores a plena carga, provocará innumerables problemas de mal funcionamiento en los elementos que la componen y en los dispositivos a ella conectados.

Desde el punto de vista de la instalación eléctrica afectada podemos distinguir el origen de las fluctuaciones y perturbaciones como provenientes de fuentes externas presentes en el Sistema de Distribución de Energía Eléctrica de las producidas por los equipos pertenecientes a la propia instalación ó fuentes internas.

Fluctuaciones y perturbaciones en el Sistema de Distribución de Energía Eléctrica

La energía eléctrica se distribuye a través de un sistema de tensiones eléctricas trifásico sinusoidal.

Los parámetros fundamentales del sistema son su forma de onda (debe ser lo más cercano posible a una sinusoide), su frecuencia (un valor fijo estable) y el valor pico de la onda de fase (fijo en valor y estable en el tiempo).

Los sistemas actuales de distribución de energía eléctrica distan mucho de un modelo ideal presentando variaciones sistemáticas y aleatorias en sus parámetros.

Estas fluctuaciones ciclo a ciclo pueden ser provocadas por múltiples causas que en la jerga común se las conoce por como se manifiestan en el tablero de entrada. Las mencionaré haciendo una breve referencia a la solución.

  • Corte de energía. Desaparición absoluta de la energía eléctrica. Para solucionarlo se debe recurrir a grupos electrógenos de emergencia trifásicos.
  • Caídas de voltaje (sag ó dip). Caídas del voltaje nominal durante cortos períodos. Es el problema de energía más común en las perturbaciones de energía. La solución es disponer de un Sistema de Alimentación Ininterrumpida (SAI) trifásico.
  • Bajo ó alto Voltaje. Es cuando el voltaje de entrada esta fuera de norma por periodos prolongados. Generalmente son situaciones de baja tensión, los casos de valores mas altos que el fijado en la norma son poco frecuentes. Se lo corrige con equipo Estabilizador de Tensión ó con sistema SAI.
  • Pico de tensión. Es un fuerte aumento instantáneo en el valor del voltaje. Este pico tiene características de impulso en la corriente eléctrica. Es producido por ejemplo luego de la caída de un rayo en zonas cercanas cuya energía viaja por las líneas eléctricas o telefónicas (transitorios por descarga atmosférica) ó en el retorno de la alimentación de energía eléctrica luego de un corte (transitorios por conmutación). Se soluciona previendo en la entrada de la instalación sistemas supresores de transitorios con la inclusión de dispositivos descargadores de corriente y sobretensiones.

Fluctuaciones y perturbaciones en la instalación provenientes de fuentes internas

La búsqueda de la excelencia en el diseño, cálculo e instalación de la red eléctrica contribuirá  a minimizar el efecto de las fluctuaciones y perturbaciones provenientes de fuentes internas. La presencia de estas anomalías puede afectar el normal funcionamiento de los dispositivos electrónicos no intercomunicados e impactará más aún en los sistemas intercomunicados con inteligencia distribuida (sistemas informáticos y de control).

En las instalaciones actuales la coexistencia de las redes datos (corrientes de baja intensidad, señal) y las redes de distribución de energía eléctrica (transporte de grandes intensidades) es físicamente inevitable por lo cual es importante considerar las características del ruteo de los cableados.

También deben ser considerados los efectos relacionados con la compatibilidad electromagnética (CEM) de los equipos, es decir,  la capacidad de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar de manera satisfactoria en su entorno electromagnético sin introducir perturbaciones en cuanto se halle en dicho entorno. Los fenómenos producidos por transitorios, corrientes o campos radiados de alta frecuencia (AF) afectan la CEM.

Así mismo, el diseño del Sistema de Puesta a Tierra de la instalación influirá directamente en el correcto tratamiento de las fluctuaciones y perturbaciones. Lograr la equipotencialidad de las masas en baja frecuencia (BF) y alta frecuencia (AF)  garantizará el funcionamiento correcto de los equipos.

Brevemente analizaremos las causas de las perturbaciones en la forma de onda y las características generales del sistema de puesta a tierra

Perturbaciones en la forma de onda producidas por corrientes y tensiones armónicas

La deformación en la forma de onda sinusoidal puede sobrepasar ciertos límites  en las redes que tienen fuentes de perturbaciones armónicas tales como: hornos de arco, convertidores estáticos de potencia, ciertos tipos de alumbrado, etc.

Las tensiones y corrientes armónicas (transitorias, cíclicas ó estables) superpuestas a la onda fundamental provocan sobre el equipamiento eléctrico efectos no deseados de dos tipos:

1.    Efectos instantáneos

En los sistemas electrónicos, las tensiones armónicas pueden perturbar los dispositivos de regulación e influir en los circuitos de conmutación.

Las corrientes armónicas provocaran vibraciones y ruidos acústicos  en los aparatos electromagnéticos (transformadores, inductancias, máquinas rotativas)

También las líneas de datos situadas paralelamente a una canalización de distribución eléctrica con corrientes y tensiones deformadas estarán afectadas por estas perturbaciones.

2.    Efectos permanentes

El efecto, más importante a largo plazo, producido por los armónicos son la perdidas por calentamiento. En forma general todo equipamiento eléctrico (transformadores, motores, cables, etc) sometido a tensiones o atravesados por corrientes armónicas sufre aumento en sus pérdidas.

El alumbrado con lámparas de descarga,  tubos fluorescentes y lámparas fluorescentes compactas es generador de corrientes armónicas estables. La componente armónica de tercer orden puede tomar valores significativos hasta llegar a sobrepasar el valor el valor pico de la fundamental.

Para limitar las tensiones armónicas de la red a valores aceptables (existen especificaciones y normas al respecto) se emplean filtros activos y pasivos. Será necesario considerar la presencia de corrientes armónicas en el cálculo de la sección y la protección del neutro pues transporta la suma de las corrientes armónicas de las 3 fases.

Sistemas de Puesta a Tierra – Características generales

Los Sistemas de Puesta a Tierra tienen como primer objetivo brindar seguridad a las personas, proteger las instalaciones y establecer un potencial de referencia permanente.

El segundo objetivo es minimizar las perturbaciones electromagnéticas en BF y AF con el fin de mejorar la calidad del suministro de energía eléctrica.

La eficiencia del Sistema dependerá de las características geo-eléctricas del terreno, de la configuración geométrica de los electrodos de puesta a tierra y de la ejecución física de la instalación eléctrica.

Sin profundizar técnicamente en el análisis y dentro de los límites de este articulo, se puede decir que para alcanzar el primer objetivo las características generales del sistema de puesta a tierra son las siguientes.

  • La disposición en su conjunto será eléctricamente continua, sin estar seccionado en punto alguno para permitir vincular todas las masas de la instalación a tierra y tendrá la capacidad de soportar la corriente de cortocircuito máxima coordinada con las protecciones instaladas en los circuitos.
  • El medio para conectar las masas a tierra será un conductor de cobre electrolítico que recorrerá toda la instalación denominado conductor de protección y cuya sección nunca será menor a 2.5 mm2. El ingreso de este conductor desde la puesta a tierra a la instalación se hará en el tablero principal.
  • Todos los tableros dispondrán de una placa colectora de puesta a tierra con la cantidad suficiente de bornes adecuados al número de circuitos de salida. Allí se conectarán todos los conductores de protección de los distintos circuitos y se realizará también la puesta a tierra del tablero.
  • Todos los obstáculos mecánicos metálicos deben estar conectados eléctricamente entre sí y al conductor de protección de manera de asegurar su puesta a tierra.

Para lograr el segundo objetivo la puesta a tierra debe minimizar los efectos producidos por  el ruido en modo común y el ruido de tierra (bucles de tierra).

El ruido en modo común existe entre los conductores de energía (fase y neutro) y el cable de tierra que alimenta a los dispositivos. Puede ser evitado con el uso de transformadores de aislamiento, acondicionadores de línea o filtros.

El ruido de tierra existe entre los cables de tierra ó masa de las diferentes piezas de equipos interconectados (bucles de tierra) y son fuente de problemas para la CEM.

Podemos decir que bucle de masa es la superficie comprendida entre un cable funcional (cables de datos, de control, red de comunicación…) y el conductor o la masa mecánica más cercana.

A modo de ejemplo, en los sistemas informáticos interconectados por líneas de datos cada dispositivo tiene dos conexiones a tierra: el cable común ó de masa de la línea de datos que conecta al dispositivo con otros equipos (por ejemplo el cable de red de datos) y  el conductor de protección presente en los cables de alimentación eléctrica de cada dispositivo.

El ruido de modo común estará presente entre los conductores de energía (fase y neutro) y el cable de tierra que alimenta a las computadoras. El ruido de tierra puede existir entre los cables de masa de las líneas de datos que alimentan a computadoras interconectados.

Las computadoras independientes, no conectadas a líneas de datos, es posible que experimenten ruido en modo común pero no estarán afectadas por ruido de tierra.

Estos dos problemas son completamente independientes y las protecciones para reducir el ruido de modo común no corrigen el ruido de tierra.

Entonces es importante evitar topologías que por longitud, distribución ó conexionado de los conductores vinculantes de masas puedan generar bucles de tierra.

Para el calculo y diseño del sistema de puesta a tierra existen software especializados para tal fin, no obstante, será necesario recurrir a especialistas para lograr óptimos resultados

 

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