Alternativas Innovadoras low cost. El barómetro y cómo pensar fuera de la caja
Acabé mi anterior entrada comentando cómo un planteamiento ILM para desagregar consumos energéticos en una fábrica puede ser un reto insuperable, desde el punto de vista económico, para aquellas fábricas con consumos energéticos muy altamente distribuidos.
En el mercado existen propuestas comerciales para sistemas de medición industrial de los principales fabricantes de equipamiento como SIEMENS, ABB, SCHNEIDER,…capaces de proporcionar un seguimiento hiper-exhaustivo (varias medidas por segundo) de los consumos energéticos de los distintos elementos de una cadena de producción. Sin embargo, dichos sistemas no son nada baratos ni en el coste del hardware necesario, ni en la instalación informática y de comunicaciones requerida, ni en el coste de las licencias. A día de hoy, siguen siendo un lujo sólo al alcance de las grandes multinacionales que además disponen de varias fábricas similares en distintos emplazamientos. Por tanto, poseen una mejor capacidad de negociación de compra y una fácil y alta replicabilidad interna. Además, sus procesos productivos suelen estar altamente automatizados e informatizados a través de sistemas MES (Manufacturing Execution System) de última generación. Ya disponen de la infraestructura informática y de comunicaciones necesaria. Sólo les falta la inversión en hardware y la “ampliación” de las licencias software.
Para el resto de pequeñas y medianas fábricas, estas soluciones pueden suponer “matar moscas a cañonazos”, de tal forma que nunca se llegue a rentabilizar (en términos del ahorro producido) la inversión en monitorización empleada. Sin embargo, este tipo de fábricas cada vez están más interesadas en optimizar sus costes energéticos, pero empleando una inversión económica razonable respecto de sus volúmenes de facturación.
Todo estudiante de ciencias habrá oído alguna vez la supuesta anécdota de Niels Bohr y el barómetro, en alguna de sus múltiples versiones. Aunque la anécdota de Bohr y el barómetro no es real sino inventada, la moraleja de intentar pensar de forma diferente para resolver un posible problema sigue más vigente que nunca. La diferencia es que ahora lo llamamos “pensar fuera de la caja”. La pregunta ahora no es ¿cómo medir la altura de un edificio con la ayuda de un barómetro? Sino, ¿cómo se puede realizar la medición y monitorización de los consumos energéticos desagregados de una fábrica sin dejarse por el camino el presupuesto de inversión de un año?
La respuesta, como en el caso del barómetro, no es única, ya que dependerá de cada fábrica en concreto. Afortunadamente, la revolución del IOT está produciendo una economía de escala en algunos de los componentes necesarios. Continuando con los guiños a ‘Star Wars’, se podría decir que los sistemas low cost de monitorización de consumos energéticos pueden compararse con un caza X-wing formado por las siguientes alas:
El abaratamiento de los costes de la electrónica, que está permitiendo el desarrollo de nuevos sensores no invasivos de bajo coste, como pueden ser sensores de corriente eléctrica basados en efecto Hall, sensores de caudal por ultrasonidos, o sensores de temperatura por infrarrojos.
Las plataformas libres de hardware y software de captura y procesamiento de señales a través de dispositivos de bajo coste como Arduino, Raspberry Pi y similares.
La aparición de nuevos protocolos de comunicación inalámbrica orientados hacia la comunicación M2M (Machine To Machine) con características de bajo ancho de banda, bajo consumo energético y alta resistencia a las interferencias, entre otras Zigbee, BT LE, o Wi-Fi HaLow.
Los sistemas software de almacenamiento y tratamiento de todos los datos registrados, como los sistemas de bases de datos, de cálculo de múltiples informes de indicadores y pantallas de visualización de los parámetros más importantes, tanto residentes en servidores físicos ubicados en la intranet de la fábrica como en servidores virtuales alquilados en la nube.
Estas nuevas tecnologías no han alcanzado la madurez todavía y obviamente la industria puede ser muy reticente a su utilización. Si hay una cuestión que asusta a un responsable de producción o de mantenimiento son los sistemas experimentales que no han sido probados previamente durante años. Sin embargo, es necesario recordar que no estamos hablando de modificar los sistemas de control de los procesos y las máquinas, sino de montar un sistema paralelo a lo largo y extenso de la fábrica que permita la monitorización y registro de los consumos energéticos de los principales elementos y sistemas de producción.
Estamos hablando de la detección de las posibles ineficiencias energéticas. Estamos hablando de su corrección y de los ahorros económicos correspondientes. Y estamos hablando de hacerlo con un coste de inversión razonable, es decir, que se lo pueda permitir una PYME.
Cuidado, no acabe costando más el collar que el galgo.
En mi anterior entrada hablé de lo recomendable que podría ser para una fábrica desagregar (por medida directa y no por estimación basada en valores nominales), los consumos energéticos de la fábrica entre las distintas líneas, maquinarias y sistemas que la componen. Bromas Jedi aparte, lo cierto es que dicha desagregación es un ejemplo de la conocida regla “medir para conocer, conocer para controlar, y controlar para mejorar”. Entonces, si descendemos a un enfoque más práctico, la disponibilidad y estudio de dicha información permitirá:
elaborar un mapeo de los consumos energéticos de la fábrica.
visualizar, a través de un simple gráfico de sectores, las contribuciones energéticas de los distintos elementos.
establecer prioridades sobre qué zonas o máquinas deben ser modificadas o reemplazadas por su baja eficiencia energética.
comparar entre sí la eficiencia energética de las distintas líneas.
comparar el coste energético de los distintos productos fabricados en una misma línea.
detectar consumos inapropiados por mal funcionamiento de los aparatos, o protocolos de trabajo sub-óptimos
De acuerdo. Ya hemos convencido a los directivos de la fábrica de la conveniencia de medir para mejorar y hacerlo a través de la desagregación de consumos. ¿Cómo se pone en marcha?
El planteamiento más obvio sería monitorizar el consumo energético de cada aparato con su correspondiente sensor o medidor. Para el consumo eléctrico, se requerirá la instalación de un analizador de redes en el armario eléctrico donde se encuentran las protecciones eléctricas asociadas a dicho equipo. El proceso, siempre y cuando haya espacio disponible en dicho armario, suele requerir el corte del suministro eléctrico a la máquina durante un periodo de tiempo de escasos minutos. En el caso de maquinaria cuyo consumo energético sea gas natural, el proceso se complica y encarece. Aquí será necesario seccionar la tubería de suministro del gas para instalar el nuevo contador. Los requisitos de seguridad y revisión de las nuevas soldaduras requerirán una interrupción del suministro de entre 24 y 48 horas.
Adicionalmente, puede haber máquinas o equipos que requieran un consumo importante de aire comprimido o energía térmica de calefacción (o refrigeración) en forma de agua caliente (o fría). En estos casos, los contadores específicos deberán ser instalados en las tuberías de suministro de los correspondientes servicios.
En todos los casos, antiguamente, los medidores disponían de un mecanismo mecánico (o electrónico) de conteo y acumulación. Periódicamente, un empleado se encargaba de anotar sus lecturas en el libro de registro correspondiente, cuyas lecturas serían después introducidas manualmente en el sistema informático de gestión de costes. Sin embargo, hoy en día, este planteamiento está obsoleto puesto que, como todo proceso manual de toma de datos, es costoso, ineficiente e induce a múltiples errores. Por tanto, no solo habrá que instalar los medidores de consumo, sino que dichos modelos deberán estar equipados (todos los modelos industriales lo están) con un módulo de comunicaciones que permita enviar los datos medidos a un sistema informático de almacenamiento en base de datos. También será necesario desplegar una nueva red de comunicaciones (o ampliar la existente si fuera el caso) para comunicar todos los nuevos sensores instalados con el sistema informático, que periódicamente grabará los datos de los consumos energéticos.
Este tipo de monitorización de consumos se conoce como Intrusive Load Monitoring (ILM). Su ventaja es la precisión de los resultados, pero su gran desventaja reside en los altos gastos que conlleva. En fábricas donde los consumos estén altamente distribuidos entre multitud de máquinas, el coste en equipos e instalación de un sistema ILM puede suponer una gran inversión frente al coste anual del consumo energético de la fábrica.
No se debe olvidar que la finalidad de un sistema de desagregación de consumos como el considerado es ayudar a reducir el consumo energético y por tanto el coste asociado a dichos consumos. Obviamente, no se puede predecir con exactitud los ahorros económicos que la desagregación de consumos producirá, por lo que se suelen usar rangos basados en experiencias previas, con los valores más y menos desfavorables. Por muy amplia que sea la horquilla de ahorros posibles, si la inversión inicial es desmesuradamente alta, las correspondientes tasas de retorno de Inversión o ROI, estarán por encima de cualquier umbral aceptable por parte del correspondiente director financiero.
¿Desagregación de consumos? ¿Por qué? Para no caer en el lado oscuro
Dentro del mundo de la gestión, el aforismo “lo que no se mide no se puede mejorar” es frecuentemente atribuido al filósofo austriaco del siglo XX Peter Drucker, considerado el mayor filósofo de la administración (también conocida como management) de la centuria.
Cualquiera con unos conocimientos mínimos de gestión de calidad habrá oído hablar del “Ciclo de Deming” o también llamado “Ciclo PDCA de Mejora Continua”. Así, la medición es imprescindible en la gestión, forma parte del proceso administrativo y es fundamental en la aplicación del ciclo PDCA de mejora continua.
Sin embargo, todos los físicos sabemos que el verdadero origen de dicha frase no está en la gestión empresarial sino en la termodinámica experimental. Fue el matemático y físico británico del siglo XIX William Thomson Kelvin (Lord Kelvin) quien la enunció de la siguiente forma: “Lo que no se define no se puede medir. Lo que no se mide, no se puede mejorar. Lo que no se mejora, se degrada siempre.” Por cierto, William Thomson Kelvin se convirtió en Lord Kelvin – y con ello, en el primer científico británico en ser admitido en la Cámara de los Lores–, como reconocimiento a su trabajo en termodinámica y electricidad. Fue enterrado en la Abadía de Westminster, al lado de Isaac Newton.
Una vez defendido el honor de la física frente al management, la idea de medir para mejorar sigue siendo una de las reglas básicas más importantes del green manufacturing.
Uno de los problemas encontrados en el proyecto REEMAIN al iniciar el proceso de mejora de la eficiencia energética de un proceso productivo, fue la agregación de consumos energéticos. Es decir, no se conoce de forma precisa el consumo energético individual de las principales máquinas o etapas del proceso productivo. Sólo se conoce el consumo energético total de la fábrica.
En el mejor de los casos, cuando se trate de grandes fábricas constructivamente organizadas en talleres interconectados, se dispondrá de los consumos energéticos totalizados por meses de los distintos talleres. Esto se debe a que la fábrica habrá instalado contadores de electricidad, gas e incluso energía térmica o aire comprimido en los puntos de conexión de dichos talleres a las redes generales de distribución energética de la fábrica. Sin embargo, este “esfuerzo” –inversión económica– en medidores de energía no tiene nada que ver con la preocupación por la eficiencia energética, sino con evitar discusiones en el reparto de gastos generales correspondientes a suministros energéticos y servicios auxiliares entre los distintos talleres o departamentos.
Los gastos generales han de ser siempre repartidos y, puesto que desde el punto de vista contable la fábrica (o empresa) es un sistema cerrado, los distintos departamentos o talleres intentarán que se use aquel criterio que les beneficia a ellos –obviamente a costa de perjudicar a los otros–. Por ejemplo, los costes de electricidad o gas natural son a veces distribuidos entre los distintos departamentos en función del número de trabajadores, los metros cúbicos del taller, las unidades producidas, las horas trabajadas, la potencia nominal de las instalaciones o incluso una mezcla ponderada de todos los parámetros anteriores. Como se puede imaginar, si los costes energéticos totales alcanzan cifras de magnitud de seis ceros, modificar las ponderaciones hacia un criterio u otro puede suponer cientos de miles de euros sumados o restados en los balances económicos correspondientes.
En cualquier caso, o bien dentro del taller o en la fábrica globalmente, el reto consiste en determinar (mediante la monitorización y registro temporal detallado) las contribuciones de las distintas líneas, máquinas o sistemas al consumo energético de la fábrica. ¿Y por qué es útil? Pues es útil por muchos motivos, que contaremos en la próxima entrada. Pero en términos generales y, parafraseando al maestro Yoda, podríamos decir (ahora que se cumplen 40 años de su estreno), que “la agregación de consumos es el camino hacia el lado oscuro (de la ineficiencia energética). La agregación lleva al desconocimiento, el desconocimiento lleva al descontrol, el descontrol lleva la imposibilidad de mejora”.
Pensaba seguir hablando sobre iniciativas de Green Manufacturing, pero he decidido hacer una entrada con un enfoque distinto a la fabricación sostenible, pero aun así complementario.
El pasado 30 de octubre se estrenó la película documental sobre el cambio climático Before the Flood (Antes del diluvio) en el canal de televisión de National Geographic. La película, de 95 minutos de duración, está dirigida por Fisher Stevens, protagonizada por Leonardo Dicaprio y producida, entre otros, por el propio DiCaprio y Martin Scorsese.
La película ha sido filmada durante tres años y en ella se muestra a DiCaprio visitando varias regiones del planeta que ya han sido afectadas por el calentamiento global causado por el hombre. También incluye entrevistas con personalidades como Barack Obama, el Papa Francisco, Sunita Narain, Elon Musk, y Johan Rockström. Recomiendo a todo el mundo el visionado de dicha película que puede ser vista de forma gratuita (y en castellano) en el canal de youtube deNational Geographic España.
He tenido la gran suerte durante los últimos tres años de trabajar en el proyecto demostrativoREEMAIN. En este proyecto, entre otras muchas cosas, tres fábricas (galletas, fundición de hierro y tela vaquera) de manera voluntaria (y con el apoyo de fondos europeos) están realizando varias iniciativas que les permitan aumentar su eficiencia en cuanto al consumo de energía y recursos materiales.
Aun en casos subvencionados como los del REEMAIN, las modificaciones del proceso productivo cuyo único fin es reducir el impacto ambiental del proceso productivo no son nunca fáciles, especialmente si van en contra de los beneficios esperados. Incluso en algunas situaciones, las medidas propuestas no afectan sustancialmente a la rentabilidad de la fábrica, pero son percibidas por la Dirección como elementos de riesgo o incertidumbre innecesarios.
¿Por qué una empresa cualquiera va a poner patas arriba todos sus sistemas de producción y trabajo para luchar contra el cambio climático?¿Qué pasa con aquellas empresas cuyos productos o procesos productivos son inherentemente contaminantes?
Animar simplemente a las empresas a que incluyan entre sus principales objetivos la lucha contra el cambio climático es buena idea, o al menos es mejor que no hacer nada, pero es claramente insuficiente. El proceso no será lo suficientemente rápido. El cambio debe ser impulsado de forma externa y es nuestra responsabilidad como ciudadanos-votantes-consumidores que ocurra. O bien impulsado por el poder político a través de legislación restrictiva como la prohibición de instalar calderas de carbón a partir del 2012. O también puede ser impulsado por un movimiento de rechazo de los consumidores a adquirir aquellos productos y servicios asociados a un alto impacto medioambiental. Por ejemplo, las campañas de concienciación contra los productos que contienen aceite de palma.
La película de DiCaprio, lógicamente está más orientada hacia el público norteamericano, por lo que dedica algo de tiempo a explicar su sistema político y las relaciones que existen entre los políticos y las grandes empresas de hidrocarburos. Ésto hace que en el congreso de Estados Unidos haya un porcentaje importante de representantes que todavía en el año 2016 directamente niegan el cambio climático. En Europa, nuestros representantes políticos afortunadamente ya no dudan del cambio climático. Sin embargo, el miedo a los posibles efectos negativos sobre la economía parece frenar el desarrollo de normativas que restrinjan o prohíban los productos y procesos más contaminantes. Esto último ha quedado claramente patente en la gestión del escándalo “Dieselgate”.
La película finaliza (no es un spoiler, puesto que lo importante no es el final sino todo el desarrollo) con el mensaje de que detener el cambio climático está en nuestras manos a través de dos herramientas: nuestro consumo y nuestro voto.
Consumir de forma diferente. Reflexionando sobre lo que compramos, lo que comemos y quien nos suministra la energía, puede marcar un primer paso.
Votar a líderes que lucharán contra el cambio climático, marcará el segundo paso. Líderes que acaben con los subsidios y la explotación de los combustibles fósiles, que inviertan en renovables y que establezcan algún tipo de impuesto sobre el carbono.
No podría estar más de acuerdo con estas dos reflexiones. Sin embargo, yo añadiría que además de consumidores y votantes también somos ciudadanos y por tanto también debemos intentar comunicar y convencer al resto de ciudadanos de la importancia de detener el cambio climático. Este post es mi primer granito de arena.
Más allá de pintar tu fábrica o tus productos de color verde
En la anterior entrada mencionamos dos iniciativas (una de IKEA y otra de Google) respecto a sus programas de sostenibilidad corporativa. Aunque estas dos empresas son casos únicos, no fácilmente extrapolables a otros sectores más relacionados con la “fabricación tradicional”, siguen siendo buenos ejemplos honestos de la tendencia que empieza a extenderse respecto a la preocupación medioambiental.
En un mundo cada vez más globalizado y competitivo, las preocupaciones medioambientales de los ciudadanos por el futuro de nuestro planeta no siempre son consideradas una prioridad por los legisladores. Afortunadamente, hoy los consumidores empiezan a demandar a las empresas un mayor compromiso con el medio ambiente. Los consumidores rechazan los productos o servicios más contaminantes e, incluso, están dispuestos a pagar más por los menos contaminantes. Ante este nuevo escenario, las compañías se están preocupando por mostrarse ante la comunidad lo más “verdes” posible. Pero no siempre se corresponde con la realidad, sino que se produce lo que los anglosajones llaman “greenwashing” y nosotros deberíamos traducir por “publicidad verde engañosa”.
Según la Wikipedia, el greenwashing es “un término que describe el uso engañoso de marketing verde para promover una percepción errónea de que las políticas o los productos de una compañía son adecuados desde el punto de vista medioambiental”.
Se puede decir que se está ante un caso de greenwashing cuando una compañía o una organización gasta más tiempo y dinero proclamando ser “verde” a través de la publicidad y el marketing que implementando prácticas y cambios de negocio que minimicen su impacto ambiental.
Vale, es otro tipo más de publicidad engañosa, ¿por qué éste representa un problema mayor?
Últimamente parece que todo se ha vuelto “ecológico”: los coches, las aerolíneas, las compañías, los comercios, los restaurantes… Afortunadamente, en la mayoría de los casos, es una buena noticia. Sin embargo, es malo si es una práctica de greenwashing, y es malo para el medio ambiente, para los consumidores e incluso para el propio negocio que realiza la práctica.
Medio Ambiente: En el peor de los casos, esta práctica puede hacer que los consumidores en masa consuman productos o servicios completamente perjudiciales para el medio ambiente. En el mejor de los casos, esta práctica desplazará las ventas hacia referencias que no son ni mejores ni peores que otras para el medio ambiente.
Consumidores: A nadie le gusta que se aprovechen de uno, especialmente en temas económicos. La última cosa que desean los consumidores es gastar dinero extra en un producto o servicio pensando que es lo correcto para el medio ambiente, pero en realidad no lo es (o al menos no lo es tanto como la publicidad quiere hacerles creer).
Negocio/Mercado: Las compañías más avanzadas están descubriendo que hacer lo correcto respecto al medio ambiente aumenta su rentabilidad en muchos casos. Es una pena, que a pesar de haber multitud de opciones para reducir el impacto medioambiental o mejorar sus productos y procesos, muchas empresas no hagan nada para ello. Incluso en los casos peores, algunas empresas simplemente emplean sus recursos en disfrazarse como empresas verdes. Sin embargo, a medida que aumenta el “entrenamiento” de los consumidores, estos empiezan a distinguir a las compañías honestas de las tramposas.
Tarde o temprano, la práctica del greenwashing les explotará en las manos, destrozando la reputación de la compañía y consecuentemente también sus ventas.
Vale, problemática entendida, ¿qué podemos hacer para erradicar esta práctica?
En 2008, la Universidad de Oregón creó el sistema GREENWASHING INDEX, en que cualquiera que lo desee puede enviar y valorar los reclamos publicitarios ecológicos . Los usuarios evalúan de forma justificada la veracidad de los anuncios en una escala de 1 a 5 donde el 1 significa sincero y el 5 significa falso.
En ese mismo año, la asociación británica Carbon Trust, lanzó su certificación Carbon Trust Standard, en la cual se incluyen protocolos de medida de reducción de impacto ambiental que impiden la tentación del greenwashing.
En España, no existen iniciativas similares. Algunas compañías voluntariamente están realizando Declaraciones Ambientales de Producto (o Environmental Product Declaration, EPD) de sus productos bajo la certificación ISO 14025, que obliga a utilizar metodologías certificadas y a publicar los resultados haciendo un verdadero ejercicio de transparencia medioambiental. Desafortunadamente, son casos meramente testimoniales.
En España, como ciudadanos-consumidores, aún no parece que estemos concienciados de que nuestro mayor poder para cambiar el mundo no es nuestro voto, sino nuestra cartera.
Otro posible ejemplo o indicador de dichas diferencias de mentalidad es la comparación de los efectos que el “Dieselgate” ha producido sobre las ventas de vehículos Volkswagen en España y en el Reino Unido.
Y tú, ¿conoces algún caso de greenwashing? ¿Qué porcentaje de sobrecoste estarías dispuesto a pagar por un producto o servicio más respetuoso con el medio ambiente?
