ANALISIS DEL COSTO BENEFICIO DEL USO DE AIRE PROPANADO VS EL GAS LICUADO DE PETROLEO EN LA INDUSTRIA DE CERAMICAS GRAIMAN.
Ma. Fernanda López L
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Cuenca.

RESUMEN
El cambio de matriz energética en el Ecuador es una prioridad para atenuar las importaciones de Gas Licuado de Petróleo (GLP) que por su alta volatilidad de precios en los mercados internacionales, obliga al gobierno a incrementar el presupuesto para la importación de este combustible. En el presente estudio se analiza los beneficios del uso del Aire Propanado como un combustible alternativo frente al uso del GLP en la empresa de Ceramicas Graiman. En base a la potencia de los equipos se determinó la cantidad de energía requerida por la empresa y en base a los índices de Woobe se determinó la mezcla adecuada de aire-combustible para satisfacer dicha demanda. Los resultados indican que el Aire Propanado usaría la misma cantidad de GLP actual mas un 48% del volumen total de Aire comprimido, lo cual nos da como resultado un combustible alternativo de mayor precio con relación al GLP. Por tanto se recomendaría dar prioridad al uso del Gas Natural puesto que es un recurso propio del estado, es energía primaria, limpia y su uso disminuiría el volumen de importación del GLP, pero sí se recomienda utilizar Aire Propanado, cuando no haya suficiente suministro de Gas Natural con el fin de evitar paras en los equipos de producción quepueden resultar ser mas costosas para la empresa.

Palabras Clave: Aire Propanado, combustible alternativo, GLP, Gas Natural sintético.

1. INTRODUCCION
El mezclar GLP con aire en una proporción adecuada crea Aire Propanado o Gas Natural Sintético. El Aire Propanado provee características de combustión casi idénticas a las del gas natural. En consecuencia el Aire Propanado y el Gas Natural pueden ser usados intercambiablemente sin requerirse procedimientos de pre purga o post purga de las líneas que estan en operación y no se requiere modificar quemadores, ni cambiar orificios, ni ajustes en los reguladores de presión. (GARY, 2007)

El Grupo industrial Graiman en la actualidad consume GLP, pero debido al continuo incremento de su precio (PETROCOMERCIAL, 2011), busca combustibles alternativos mas económicos que los ayude a ser mas competitivos en el mercado nacional puesto que el costo del combustible empleado incide directamente sobre el producto terminado.
Figura 1: Incremento de precios de GLP

El grupo industrial Graiman ha instalado una planta satélite para almacenamiento y regasificación del Gas Natural Licuado (GNL) la misma que esta interconectada con una planta de respaldo de Aire Propanado. Se conoce que el GNL al ser energía primaria y un recurso natural propio tiene ventajas frente al uso del GLP, pero se desconoce si el Aire propanado presenta beneficios frente al combustible actual (GLP), por tanto se analizarasus costos, ventajas y desventajas al usarlo como combustible alternativo.

2. METODO:
DEMANDA ACTUAL DE GLP EN LA INDUSTRIA DE CERAMICAS GRAIMAN: El consumo promedio mensual de GLP se ha calculado en base a la potencia real de sus equipos y considerando una eficiencia del 45% promedio de los equipos (YUNGA, 2011), según:
Tabla 1: Demanda Actual de GLP.

VOLUMEN DE AIRE PROPANADO NECESARIO PARA CUBRIR DEMANDA
El volumen de la Mezcla GLP-Aire comprimido necesaria para cubrir la necesidad energética actual de la empresa, lo he calculado en base a varios parametros como son el Indice de Wobbe, y el poder calorífico de los combustibles a analizar:
Índice de Wobbe de un gas combustible, es el cociente entre su poder calorífico superior (PCS) y la raíz cuadrada de la densidad relativa, expresado en unidades de PCS. A igualdad de presión y temperatura de suministro, un gas combustible que tuviera el mismo índice de Wobbe que el gas natural sería intercambiable con él. (Wikipedia, 2011) La norma INEN 2260 clasifica los gases combustibles en tres familias en función de su índice de Wobbe .
Tabla 2: Cuadro de Clasificación de los Gases Combustibles
De acuerdo a la Tabla 2, el Aire Propanado formaría parte de la segunda familia, la misma que corresponde a los gases combustibles con un índice de Wobbe de grado medio (39,1 a 54,7 MJ/m3(s) ó 9.340 a 13.065 Kcal/m3(s)).
Con las consideraciones anteriores para determinar el Volumen demezcla tenemos
Índice de Wobbe del Gas Natural: 39,1 a 54,7MJ/m3(s), para efectos de calculo nos quedaremos con el valor medio, es decir: 46,9 MJ/m3(s) que equivale a 11209,37 Kcal/m3(s).
Índice de Wobbe de la Mezcla: Aquí considerare el valor del PCS del GLP en una mezcla 70% propano y 30% Butano (PETROCOMERCIAL, 2011), el mismo que sería de 29903kWh/m3 o 25729 Kcal/m3.
Aplicando la formula:
Donde:
PC: Corresponde el Poder Calorífico del Aire Propanado, el mismo que lo determinare en base a la proporción del GLP contenido en la mezcla.
GE: Gravedad especifica del la mezcla GLP-Aire Comprimido.
El índice de Wobbe de la Mezcla que mas se aproxima al del Gas Natural es de 11.219,65 Kcal/m3, que resulta de la proporción 52% GLP y 48% Aire comprimido (Ver Anexo 1).

3. RESULTADOS
Considerando la potencia mensual requerida y el PCS de cada combustible, se determinara el volumen de cada combustible necesario para satisfacer la demanda; según:
Tabla 3. Volumen de combustible requerido por la empresa Graiman.

Los resultados mostrados en la tabla 3 nos indican que se requiere mayor volumen de Aire Propanado para poder cubrir la misma potencia; por tanto, haciendo una relación entre la cantidad de GLP y la de Aire Propanado, nos encontramos que el volumen de GLP representa el 52% del Volumen de Aire Propanado, y considerando que el Aire Propanado es una mezcla de 52% de GLP y 48% de Aire Comprimido, nos encontramos queen cualquier caso se requiere de la misma Cantidad de GLP, pero en el Aire Propanado hay que adicionarle ademas un 48% de Aire Comprimido.
En el Ecuador el gas GLP no esta subsidiado para uso industrial, por tanto este sector paga el precio del GLP del mercado internacional, el mismo que varía de acuerdo al precio del petróleo. Actualmente el precio del GLP para la semana del 08 al 14 de diciembre de 2011 es de $1 por kilogramo.
El Costo de generación de aire comprimido para el caso del Grupo Industrial Graiman, estaría dado en base al compresor instalado, el mismo que posee una potencia de 124kWh y de acuerdo a las especificaciones del fabricante para otorgar el volumen de aire que requerimos para el Aire Propanado, su consumo seria aproximadamente de 40.920 kW/mes; y, considerando que el precio de la energía eléctrica para consumidores industriales es de 0,06USD/kW, (CENTRO SUR, 2011) el costo para generar la cantidad de aire comprimido que requerimos seria de 2455,20 USD.
4. CONCLUSIONES:
El Aire Propanado para cubrir una demanda dada de energía utiliza la misma cantidad de GLP mas un 48% de Aire Comprimido lo que significa aproximadamente 2500USD/mes adicionales (no se considera gastos en lubricantes y mantenimiento del compresor), al costo del combustible actual en la empresa Graiman, lo que nos lleva a dar prioridad al uso del Gas Natural puesto que es un recurso propio, es energía limpia, primaria y su uso disminuiríael volumen de importación de GLP al estado lo cual representa un ahorro para el país.
Considerando que la empresa Graiman posee una producción continua con equipos que no pueden tener paras no programadas, el uso del Aire Propanado es una solución que evitaría perdidas de producción, por tanto es recomendable utilizarlo si:
* Se requiere mayor cantidad de combustible del que pueda proporcionar la planta de Regasificación de Gas Natural
* Existe una suspensión en el suministro de gas natural por causas de fuerza mayor o por mantenimiento en las zonas de almacenamiento o en las líneas principales que lo distribuyen.

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
CENTRO SUR, EMPRESA ELECTRICA REGIONAL. 2011. CENTROSUR. [En línea] 2011. www.centrosur.com.ec/.
FERNANDEZ, JORGE. 2009. MAQUINAS TERMICAS PODER CALORIFICO. 2009
INEN, INSTITUTO ECUATORIANO DE NORMALIZACIÓN. 2010. NORMA INEN 2260: INSTALACIONES DE GASES COMBUSTIBLES PARA USO RESIDENCIA, COMERCIAL E INDUSTRIAL. REQUISITOS. QUITO INEN, 2010. 2010
Martinez, Ernesto. 2010 . CONSUMO HISTORICO GRAIMAN. CUENCA DURAGAS S.A, 2010,2011.
PETROCOMERCIAL. 2011. PORTAL PETROCOMERCIAL. PETROCOMERCIAL. [En línea] 2011. https://www.petrocomercial.com/wps/portal/.
Wikipedia. 2011. Indice de Wobbe. [En línea] 2011. [Citado el: 21 de Julio de 2011.] https://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_Wobbe.
YUNGA, OSWALDO. 2011. POTENCIA EQUIPOS INSTALADOS. CUENCA GRAIMAN, 2011.

ANEXO 1: