Desarrollo de un modelo físico de predicción del consumo energético de una planta industrial dedicada a la fabricación de áridos

Abstract

[ES] Dentro de las herramientas ofrecidas en sectores industriales para procesos de optimización energética, se usan principalmente sistemas de medición energética para establecer, posteriormente a su uso, rutas de gestión energética al usuario; dentro de los principales actores industriales en el panorama de Colombia se encuentran las empresas de agregado pétreos, en las cuales el consumo de energía representa más de una cuarta parte de sus costos de producción y se ven limitados por los costos de implementar medidas de ahorro energético sin conocer con certeza los impactos de reducción en el consumo de energía. Sin embargo, existen diferentes herramientas matemáticas poco usadas para el análisis energético comercialmente; los modelos matemáticos de energía permiten conocer de manera precisa el consumo energético de una máquina conociendo variables asociadas a su operación. Con el fin de crear una herramienta útil para el sector de áridos, este proyecto realizará un análisis de las máquinas eléctricas usadas en la trituración pétrea y sus modelos que demuestren los mejores resultados de predicción energética en producción, para ser desglosados y conectados a los demás modelos de las máquinas, que operan en serie dentro de una planta, y desarrollar un modelo matemático completo de una planta de áridos que relacione las variables de las diferentes máquinas para obtener un ciclo de operación continuo que entregue valores detallados de la energía eléctrica de cada máquina y de la planta en su totalidad, con base en datos operativos y constructivos de los equipos del usuario, para tomar decisiones adecuadas de implementación energética sin necesidad de inversiones previas. Para esto, el modelo será simulado en un software matemático que contará con una interfaz en la que se ingresen los datos de entrada de la planta y entregue gráficas y valores del consumo energético de la planta descrita por el usuario del software, validado con la operación y consumo de una planta real.

[EN] Among the tools offered in industrial sectors for energy optimization, energy measurement systems are mainly used to establish, after its use, energy management routes to the user; one of the principal industrial actors in the Colombian landscape are stone aggregate companies, in which energy consumption represents more than a quarter of their production costs and are limited by the costs of implementing energy saving measures without knowing with certainty the impacts of reduction in energy consumption. However, there are different mathematical tools barely used for commercial energy analysis; the mathematical models of energy allow to know in a precise way the energy consumption of a machine knowing variables associated to its operation. In order to create a useful tool for the aggregates sector, this project will carry out an analysis of the electrical machines used in stone crushing process and their models that show the best results of energy prediction in production, to be analyzed and connected to other machine models, which operate in series within a plant, and develop a complete mathematical model of an aggregate plant that relates the variables of the different machines to obtain a continuous operating cycle that delivers detailed values of the electrical energy consumption of each machine and the plant as a whole, based on operational and constructive data of the user's equipment, to make appropriate energy implementation decisions without needing prior investments. To do this, the model will be simulated in a mathematical software that will have an interface in which the input data of the plant is entered and provides graphs and values of the energy consumption of the plant described by the software user, this software will be validated with the operation and consumption of a real plant.