PROYECTOS DE AHORRO DE ENERGIA

CASO: I-DV-223

INDUSTRIAL CALCETERA TOHES, S.A. DE C. V.

I.J

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Industrial Calcetera Tohes, S.A. de C.V. esuna empresa dedicada a la fabricación dehilo,calcetas, calcetinesy tines. Laempresase encuentra ubicadaen Mirasoles264, Col.Bugambilias, Puebla, Pue., C.P. 72580 Ylabora tres turnos.

El servicio de energía eléctrica de la plantaes suministrado por la Comisión Federal deElectricidad mediante la tarifa HM, regiónSur. Las características eléctricas de estaempresa son las siguientes:

Tabla 1. Características eléctricas

- ...

. DESCRIPCION DEL PROCESO

Se tienen dos líneas de producción, una paracalcetín y otra para calceta deportiva y tines.

Calcetín:En la línea 1 se tienen pacas 100% de algo-dón, las cuales se separan por peso ylimpieza. El proceso inicia tomando de cadapaca una porción para mezclar el algodón através de rotores y pasarlo por un ducto alas limpiadoras (que son máquinas queeliminan todas las impurezas del algodón),y de ahí pasarlo nuevamente a mezclado.El siguiente paso es la carda, que consisteen formar una cinta con el menor contenidode impurezas y polvo, para posteriormentepasar a los estiradores en donde se formael hilo de un calibre homogéneo y con lacalidad necesaria para el tejido del calcetín.

Tarifa I HM

Consumo de energía eléctrica,I

promedio mensual, kWh490,543

IPromedio mensual, kW 1,191

IMonto promedio mensual,$I

I 330,088

flD~Calceta:En la línea 2 se prepara con hilos preteñidos lacalceta; para esto, se acomodan pacas grisesde algodón (provenientes de desecho de fibracorta de pants), con pacas 100% de algodóndependiendo del color deseado por el cliente.Posteriormente, se realiza una mezcla "íntima"en la apertura, la cual pasará por limpieza yluego por la carda, dando el hilo de color grisdeseado por el cliente para sus calcetas.

De cualquiera de las dos líneas, se envía alas máquinas de hilar a rotores, las cualesestiran nuevamente la cinta de 1 a 10 cm., yhace una torsión final al hilo.

Una vez que se tiene el cono con el hilo, setraslada a vaporizadoras, las cuales aplicanvapor directamente a los conos parahidratarlosy evitar que al momentodel tejidose rompa el hilo. Los conos se montan en lacalcetinera y se lleva el hilo a través de lasdistintas agujas y del carro tejedor, para

iniciar el tejido del calcetín. Una vez tejido,es expulsado por aire a presión y esdepositado fuera de la calcetinera.

Por último se envía a etiquetado y empaquepara su venta al cliente.

En el siguiente diagrama se nuestra, enforma de bloques, lo anterior:

Figura 1. Diagrama de bloques delproceso para la fabricación de calcetín

Almacén Hilado a Venta alde pacas r+- rotores r+- cliente

¡Apertura ylimpieza

¡Vaporizadora

Cardas Calcetinera

¡ ¡Etiquetado yempacado

Estiradores

. CARGA INSTALADA

En la tabla siguientese muestra la cargainstaladaparalas áreasprincipales.

Tabla 2. Carga instalada

'"

2

IAREA DEMANDA

INSTALADA, kWAlmacén de pacas 82.00

Limpieza y apertura 83.00Cardas 90.00Estiradores 100.00Vaporizadora 65.00Hilado a rotores 95.00Teñidoras 154.00Calcetineras 367.00

Etiquetado y empacado 112.00Almacén de producto terminado 67.00Oficinas 10.00Baños 11.00Iluminación 156.00TOTAL 1,392.00

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o

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flD~A continuación se muestra en forma gráfica cerca de 80 máquinas calcetineras dentrola distribución por área de la carga instalada: de ésta área.

Gráfica 1. Distribución de la carga instalada por área

Oficinas Baños .0.720;' 0.790;' iluminación

Almacén de~o

~o 11.

j22%

productoterminado ~

4.81% ",,-..,;;

/",,'''';:;:'.~ .~~ "

Etiquetado yEmpacado

8.05%

Almacén depacas5.89%

tCalcetineras

26.36%Teñidoras

11.06%

. SITUACION ACTUAL

Industrial Calcetera Tohes está conscientede que la situación actual exige que seutilicen los recursos disponibles de formaóptima, ya que esto implica la disminuciónen los costos de operación de las industriasque enfrentancondicionesdel mercadocadavez más competitivas, producto deldesarrollo tecnológico, oe procesos demejora continua y de calidad total, así comode una tendencia general a la globalización.

El ahorro de energía eléctrica es la herra-mienta básica para minimizar los costos yaumentar la productividad, la calidad y elcontrol del efecto sobre el medio ambientede cualquier empresa, en las nuevascondiciones que se están creando en elámbito nacional e internacional.

Después de analizar el consumo de laenergía eléctrica en los principales equiposconsumidores de este rubro, en toda laplanta, se pudo comprobar que una de lasáreas con mayor consumo es la referente alas máquinascalcetineras(verTabla2; cargainstalada).Actualmente,se tienen instaladas

Cardas6.47%

El proyecto de ahorro deenergía requiere el cambiode 20 máquinas monocilín-dricas para tejer calcetines,las cuales tienen una anti-güedad de más de 15 años.

. El funcionamiento de lamáquina actual es comosigue:

Hilado aRotores6.82% Una vez que se han coloca-

do los hilos en los soportesde la máquina, se llevan a través de lasagujas de la misma y del carro tejedor.Posteriormente, se enciende la máquina y,según el diseño requerido, el carro tejedorempieza a dar vueltas por el monocilindrode la máquina,haciendofuncionar,mediantediversos engranes, las agujas y las platinas,jalando el hilo entre ellas y regresándolo asu lugar, tejiendo de esta forma el calcetínen forma circular.

Cuando llega a la parte que se ajusta a lapierna, se añade el hilo de likra y la máquinalo teje junto con el algodón. Al terminarlo, secortan los hilos y el calcetín es succionadohacia abajo hasta salir a una canasta,aunque hay que señalar que no salecompletamente hecho, sino que le falta lapunta, la cual se agrega en forma manualen otra máquina.

Cabe mencionar que dada la antigüedad dela máquina, el carro tejedor es bastanterobusto y, por ende, de un peso conside-rable, lo cual in.volucraun motor de potenciaadecuada para moverlo a la velocidadrequerida, que en este caso es de 800 rpm,por lo cual rindeunaproducciónde unapieza

3

fl DE.

cada cuatro minutos. Asimismo, para logrardar movimiento a este carro tejedor, seutilizanpoleasy engranesbastante robustosque, junto con un diseño de lubricación yaobsoleto, se manifiesta en un gran consumode energía eléctrica.

Por último,esta máquinacuenta con frenoselectromecánicos en sus motores, loscuales detienen el motor sin desconectarlocuando se requiere cambiar un hilo roto,un carrete o el diseño, lo cual significa unexcesivo consumo de energía eléctrica.

A continuación se incluyen los datos de lamáquina calcetinera (los cuales son losmismos para las 20 máquinas):

Por último se tiene que una máquina, produ-ce una pieza en cuatro minutos, por lo tanto:

Piezas en una hora = 0.25 pzas/min x 60minutos = 15 piezasPiezas en un turno = 15 piezas x 8 horas =120 piezasPiezasen dos turnos = 120piezas x 2 turnos= 240 piezas

Piezas por las 20 máquinas = 240 piezas x20 = 4,800 piezas en dos turnos.

De acuerdo con el estudio efectuado enestas máquinas, se procedió a calcular losparámetros eléctricos de las mismas:

Tabla 3. Resumen situación actual

. SITUACIONPROPUESTA

Dado el excesivo consumo de energía '"eléctrica de estas máquinas, aunado a su Iantigüedad, se propuso la sustitución de 20máquinas monocilíndricas para tejercalcetines,con unacapacidad total instaladade 112.0 kW, obsoletas e ineficientes, porcinco automáticasmonocilíndricaspara tejercalcetines,con unacapacidad total instaladade 28.0 kW, de alta eficiencia.

Se proponeuna máquinade tejer sin tambor,de diámetro pequeño, monocilíndrica,completamente electrónica, con variador develocidad integrado, de seis sistemas parafabricar diversos géneros de calcetines conla punta abierta, talón de bolsa, el bordedoblado y con dibujos. Para esto se cuentacon una capacidad de hasta 24 alimentado-res, lo cual también permite tejer el calcetínen menor tiempo.

Cuenta con un sistema de agujas de palancaelectromagnético y un mando electro-neumático del sistema de cerrojos, así comode la cubierta del anillo porta-platina, deguíahilos y de cerrojo del aparato. Asimismo,

4

DescripciónPotencia instalada, HP 7.5

Potencia instalada, kW 5.60

Voltaje de alimentación, V 440

Capacidad de producción 0.25 pzas/minMotor del monocilindro 1

Potencia, HP 3

Factor de potencia,% 74.0

Eficiencia, % 81.5Motor del monocilindro 2

Potencia, HP 3

Factor de potencia,% 74.0

Eficiencia, %-. 81.5Motor de la turbina

Potencia, HP 1.5

Factor de potencia,% 72.6

Eficiencia, % 77.0

Descripción Demanda Consumo FacturaciónkW total eléctrica

kWh/año total $laña20 máquinasmonocilíndricaspara 98.92 622,206.80457,878.48tejercalcetines

FIDE,

posee un sistema de lubricación central,automático, de cilindro de agujas y de tapade platinas.

Los beneficios que se obtienen con lamáquina descrita son:

Disminución en tamaño y peso de diversaspartes mecánicas móviles de la máquina,como las agujas, las platinas, y sobre todoel carro tejedor, así como la eliminación delos engranes, lo cual permite una menorpotencia eléctrica del motor, ya que serequiere un menor esfuerzo mecánico paraponerlo en funcionamiento.

5

El nuevo sistema de lubricación coninyección electrónica en las agujas, platinasy el carro tejedor, reduceconsiderablementela fricción entre las partes mecánicas, lo quesignifica unahorro en el consumo de energíaeléctrica.

Por último, la integración de variadores develocidad permite eliminar los frenoselectromecánicos que se tenían en lasmáquinas viejas; por consecuencia, cuandoes necesariotener la máquinatrabajando envacío, ya sea para cambiar un carrete,sustituir un hilo roto o cambiar de diseño, lamáquina lo hará a su mínima capacidad, y

evitará un consumo excesivo.de energíaeléctrica. Asimismo, al tejer el calcetín, ydado que el mismo tiene algunasvariantes en su hechura, no se requierela misma velocidad en todo el tejido, porlo que al ser controladase regulatambiénel consumo de energía eléctrica.

Cabe comentar que se propuso estamáquina con base en que cincomáquinas de este tipo llegan a producir4,800 calcetinesal día, es decir la mismacantidad de calcetines que las 20máquinas obsoletas, sólo que con unconsumo de energía eléctrica menor.Asimismo,y dadoque es completamenteelectrónica, los programas para fabricarlos distintostipos de calcetinesse carganpulsando un botón y escogiendo suscaracterísticas, lo cual noera posible conlas máquinas anteriores porquefuncionaban con tarjetas y era necesariofrenar la máquina, sustituir la tarjeta yquitar el freno.

En seguida se muestran los datos de lamáquina calcetinera propuesta, de altaeficiencia:

fl DE,

Tabla 4. Datos de la máquinacalcetinera propuesta

La máquina propuesta produce una piezaen un minuto, por lo tanto:

Piezas en una hora = 1 pzalmin x 60 minutos= 60 piezas

Piezas en un turno = 60 piezas x 8 horas =480 piezas

Piezas en dos turnos = 480 piezas x 2 turnos= 960 piezas

Piezas por las cinco máquinas = 960 piezasx 5 = 4,800 piezas en dos turnos.

Los ahorros obtenidos por la implemen-tación de esta medida se muestran acontinuación:

Tabla 6. Resumen

Se calcularon, lo~ parámetros eléctricos de . CONCLUSIONESesta nueva maqUlna, los cuales se muestrana continuación:Tabla5. Resumen de la situación propuesta

escnpclon

!cinco máquinasautomáticas

monocilíndricas parateier calcetines

23.30 622,206.801457,878.48

Los beneficios obtenidos por la realización deeste proyecto son del orden de 75.62 kW endemanda, 475,649.80 kWh/año en consumoy $350,028.01 en la facturación eléctrica. Loanterior permite que la inversión hecha serecupere en un periodo de 2.70 años.

FIDEICOMISO PARA EL AHORRO DE ENERGIA ELECTRICAMariano Escobedo No. 420, 1er piso. Col. Anzures. México, D.F.

C.P. 11590 Tel.: 5545 2757 Llame sin costo: 018005086417Consulte nuestra página web: http://www.fide.org.mx

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DESCRIPCION

Máquina MonocilíndricaPotencia instalada, HP 7.5Potencia instalada, kW 5.60

Voltaje de alimentación, V 440

Capacidad de producción 1 pzas/minMotor del monocilindro 1Potencia, HP 3

Factor de potencia,% 82.5Eficiencia, % 89.5Motor del monocilindro 2Potencia, HP 13Factor de Dotencia% 82.5Eficiencia. % 89.5Motor de la turbinaPotencia. HP 1.5

I Factor de potencia,% 74.6Eficiencia % 85.5Variador de velocidad I

I Potencia a controlar, HP 3

Medida :Ahorro en Ahorro en Ahorro en Inversi"ón T.S.R.

Idemanda consumo facturaciónkW kWhlaño $/año

Sustitución de 20 máquinas monocilíndricaspara tejer calcetines, con una capacidad totalinstalada de 112.00 kW, obsoletas eineficientes, por 5 máquinas, automáticas 75.62 475,649.80 350,028.01 947,600.00 2.70

monocilíndricas para tejer calcetines, con unacapacidad total instalada de 28.0 kW, de altaeficiencia.