Auditoría energética (Informe de propuestas de mejora - EFM)..

AUDITORÍA ENERGÉTICA EFM S.A.

IngeMek – Ingenieros Página 1 de 53

Auditoría Energética Industrial (modelo)

INFORME DE PROPUESTAS DE

MEJORA

EFM S.A.

C/. Tesla & Westinghouse, 15.

Pol. Industrial El Rayo, pab. 3.

48.095 - Barakaldo (Vizcaya) (NOTA: ESTA AUDITORÍA ESTÁ BASADA EN CÁLCULOS REALES PERO POR LA LPD SE HAN VARIADO NOMBRES DE EMPRESA)



Contenido

1. MEJORAS DETECTADAS EN LA AUDITORÍA ENERGÉTICA ...................................................................................... 3

1.1. MEJORA 1: BAJAR LA PRESIÓN DEL COMPRESOR HABITUAL. ...................................................................... 3

1.2. MEJORA 2: OPTIMIZACIÓN DE LA POTENCIA ELÉCTRICA CONTRATADA PARA LA TARIFA 6.1 DE 6

PERÍODOS. ....................................................................................................................................................................... 5

1.3. MEJORA 3: INCORPORAR VARIADORES DE VELOCIDAD A BOMBAS ...................................................... 15

1.4. MEJORA 4: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS DE VAPOR DE MERCURIO EN ZONA DE TALLER-PLANTA

PRIMERA POR LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA PRESIÓN. .................................................................... 20

1.5. MEJORA 5: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS FLUORESCENTES T8 DE 58 W POR SISTEMA ADAPTADOR DE

LUMINARIA ECO-TUBO PARA LÁMPARA T5 DE 35 W EN ZONA DE TALLER-SÓTANO. ......................................... 23

1.6. MEJORA 6: RECUPERACIÓN AIRE CALIENTE DEL COMPRESOR PARA CALEFACCIÓN TALLER. ............ 28

1.7. MEJORA 7: PANELES SOLARES TÉRMICOS PARA AGUA CALIENTE SANITARIA. ....................................... 33

1.8. MEJORA 8: SISTEMA DE ILUMINACIÓN NATURAL CON LUCERNARIOS EN LA CUBIERTA ....................... 37

2. CUADRO-RESUMEN DE LAS MEJORAS PROPUESTAS ........................................................................................... 49

3. AHORRO EN COSTES ENERGÉTICOS DESGLOSADOS. ......................................................................................... 50

4. INVERSIÓN TOTAL DESGLOSADA ........................................................................................................................... 50

5. EMISIONES DE CO2 NO EMITIDAS ........................................................................................................................... 50

6. RECOMENDACIONES FINALES. ............................................................................................................................... 51



1. MEJORASDETECTADASENLAAUDITORÍAENERGÉTICA

1.1. MEJORA1:BAJARLAPRESIÓNDELCOMPRESORHABITUAL.

Como ya se explicó anteriormente (ver sección correspondiente), se trata de bajar la presión de consigna

de 8,1 a 7,5 bar, es decir: 0,6 bar.

Tipo Potencia total consumida (según método analítico)

Potencia total consumida (según método gráfico)

Valor 10,679 kW 4 % sobre potencia total

Horas 230 x 24 = 5.520 h

Tipo Energía total ahorrada (frente a 67,08 kW · 5.520 h = 370.281,60 kWh)

Ahorro energético 58.948,08 kWh 370.281,60 · 0,04 = 14.811,26 kWh

5,07 tep 1,27 tep

Tipo Ahorro y precio de la energía Precio energía 0,0942453 €/kWh

Ahorro económico 5.555,58 € 1.395,89 €

Tabla 1. Ahorro obtenido mediante el procedimiento analítico y el gráfico.

Ya se comentó que el procedimiento para obtener analíticamente la potencia para la presión de 7,5 bar,

se basó en la ecuación en la que estaba el cociente entre la potencia y el flujo másico igualado a un valor

que cuadraba pero del que no podíamos despejar una variable con la otra y consideramos una

aproximación.

Un ahorro del 4 % en potencia entre 8,1 bar y 7,5 bar resultaría pasar de 48,112 a 46,188 kW y creemos que

es muy escasa la bajada de potencia y debemos tener en cuenta que el salto de 9 a 8,1 bar es del 43,7 %

y ese sí que está medido. Es por ello por lo que no es ni el resultado analítico ni el resultado mediante la

gráfica y hemos optado por tomar esa media.

No existen costes, y únicamente ventajas añadidas, por lo que es una medida de acción inmediata. No se

han considerado las horas que deba permanecer en mantenimiento y entre en su lugar el compresor de

reserva, por creer que su uso sería insignificante. Se reitera que de bajar a esa presión y no presentar

ningún problema la instalación, se pruebe de nuevo a reducir a 7,3 bar. Si funciona también

correctamente la fábrica con esa presión, el ahorro será aún mayor.

Como disponemos del valor del ahorro según la gráfica de dicha sección en función de la reducción de

presión, se opta por tomar la media de los dos valores:



SITUACIÓN ACTUAL

Presión compresor a 8,1 bar

Consumo energía compresor 2.010 (kWh/año) 370.281,60

Precio electricidad kWh (medio 2.010) (€) 0,0942453

Emisiones de CO2 (t/año) 171,77 CAMBIO PROPUESTO

Presión compresor a 7,5 bar

Consumo energía compresor 2.010 (kWh/año) 333.401,93

Emisiones de CO2 (ton/año) 154,66

INVERSIÓN

Cambiar presión de consigna (€) 0

TOTAL INVERSIÓN 0

AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 3.475,74

AHORRO PORCENTUAL (%) 9,96

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 36.879,67

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 3,17

PERIODO DE RETORNO (años) Inmediato

AHORRO DE CO2 (t/año) 17,11 Tabla 2. Ahorro mediante la medida tomada de bajar la presión de consigna al compresor.



1.2. MEJORA2:OPTIMIZACIÓNDELAPOTENCIAELÉCTRICACONTRATADAPARALA

TARIFA6.1DE6PERÍODOS.

Para optimizar la potencia en alta tensión se requieren los registros cuartohorarios de todos los días de un

período, normalmente de un año. Este método se basa en minimizar el coste de potencia y energía a

través de la introducción de una función objetivo mediante restricciones impuestas al problema a través

de inecuaciones. Matemáticamente, para funciones objetivo y restricciones no lineales se suele denominar

problema de multiplicadores de Lagrange, mientras que si ambas son lineales, se denomina optimización

por programación lineal. Por tanto, todo cálculo realizado para mejorar la potencia contratada que no se

haya hecho siguiendo esta metodología, se trata simplemente de un ajuste “a ojo”. Nosotros lo haremos

así porque no hemos tenido todos los registros cuartohorarios de todo un año.

La facturación eléctrica se puede expresar en términos matemáticos como sigue:

donde: o es la facturación total.

o es la facturación del término de potencia.

o es la facturación del término de energía activa.

o es la facturación del término de energía reactiva.

o es la facturación de alquileres, impuesto eléctrico.

Dado que se va a optimizar potencia contratada y no energía, que es inherente al consumo de los

aparatos, los términos y no sufrirán modificación al realizar la optimización. Sin embargo, sí, dado

que variará el valor, en concreto del impuesto eléctrico, según varíe el término .

A su vez, el término puede descomponerse en dos:

donde:

o es la facturación del término de potencia contratada.



o es la facturación de los excesos respecto a la potencia contratada.

Los valores de estos términos son los siguientes:

siendo: o el precio anual del término de potencia en el período tarifario i.

o es la potencia contratada en el período i.

1,4064

siendo: o es el coeficiente relacionado con el período tarifario i, según la tabla siguiente:

Coeficientes a añadir en 1 2 3 4 5 6

1 0,5 0,37 0,37 0,37 0,17

Tabla 3. Coeficientes asociados a potencia contratada.

o es la potencia demandada en el cuarto de hora j-ésimo del período i en que se haya

sobrepasado la potencia .

o , como ya se ha dicho, es la potencia contratada en el período i.

La restricción de potencias contratadas viene marcada por la siguiente expresión:

Por tanto, el procedimiento de cálculo será el siguiente:

1. Se procede a minimizar el coste de la potencia contratada de la función

a través de las restricciones:

mediante un algoritmo de cálculo programado mediante ordenador.



1. Una vez obtenidas las potencias que minimizan el gasto en tarifa anual, se introducen en 12 hojas

de cálculo los datos de precios de potencia y energía para obtener los términos , que habrán

variado cada uno mes a mes y se pone la diferencia de importe de factura entre lo que resulta con

las nuevas potencias contratadas respecto a las antiguas.

2. Se hace la suma de los ahorros de todos los meses, consiguiendo el ahorro anual total.

Variar la potencia contratada a través de la comercializadora eléctrica se denomina derecho de

enganche, y según la ITC 3519/2009 actualmente en vigor tiene para contratos de alta tensión que

cumplan V ≤ 36 kV, el precio de 79,491970 € (sin IVA). Es decir, por un módico precio se puede conseguir un

ahorro considerable.

Sólo observar las facturas eléctricas entregadas ya se ve que existe ahorro, dado que en ningún mes ha

llegado la potencia de los maxímetros en ningún período a la potencia contratada de cada uno de ellos,

razón para justificar a priori que existirá ahorro.

No obstante, se ve claramente que al incluir en las fórmulas anteriores los términos se ve necesario el

cálculo mediante el conocimiento de los valores tabulados de los 365 x 96 = 35.040 registros cuartohorarios

anuales. Y por otra parte, se aduce que el cálculo no se efectuará mediante programación lineal sino por

optimización mediante multiplicadores de Lagrange, dado que existen términos no lineales en la función

objetivo.

EFM ha facilitado de su comercializadora los registros cuartohorarios desde el 1/10/2010 al 23/04/2010,

insuficientes para el cálculo de un año. Por lo tanto, se ha procedido a calcular la potencia mínima de los

6 períodos sin que se llegue a disminuir por debajo de ningún registro de potencia máxima mensual

siempre considerando la restricción anteriormente explicada para las potencias.

Respecto a los precios de la tarifa hemos observado que ha cambiado la forma de calcular el precio de la

potencia a partir de 1º de junio de 2.010. Hasta el 31 de mayo, los precios computados para potencia eran

iguales independientemente del período facturado y estaban cifrados en precio/mes. Después, la

potencia se factura de acuerdo al período real facturado según una nueva base en €/kW· día y

multiplicado por los días del período, pues no es lo mismo un mes de 28 que otro de 31 días. Naturgas tiene

la peculiaridad de incluir el impuesto eléctrico en las facturas dentro de los precios, en lugar de calcular

posteriormente el impuesto eléctrico y sumarlo en la factura. No obstante, da igual y al final calculando

factura a factura da lo mismo.



Los precios de 2.010 son los siguientes:

Precio

Períodos tarifarios P1 P2 P3 P4 P5 P6

Precios

reales de

factura hasta

31/05/2010

Potencia

(€/kW· mes) 1,425038 0,713136 0,521897 0,521897 0,521897 0,238123

Energía

(€/kWh· mes) 0,150003 0,126719 0,098931 0,083514 0,079490 0,058043

Precios

reales de

factura

desde

01/06/2010

Potencia

(€/kW· día) 0,046851 0,023446 0,017158 0,017158 0,017158 0,007829

Energía

(€/kWh· mes) 0,150003 0,126719 0,098931 0,083514 0,079490 0,058043

Tabla 4. Precios de la electricidad de la tarifa del contrato eléctrico.

Un mes medio se obtiene resolviendo:

1 365

íñ

12 ñ 30,41667

í

Si hacemos la división entre el precio anterior de la potencia en €/kW· mes y la nueva potencia expresada

en €/kW· día, y hacemos la media de los 6 valores se obtiene:

30,41656í

No obstante, puede probarse a dividir cada una de las cifras de la potencia expresada en meses por el

valor del mes medio y cuadra hasta esa cifra decimal. Por lo tanto, el valor de la potencia no cambia,

salvo que se factura la potencia solo los días del período. Eso es exactamente lo mismo que se hacía

antes, salvo que ahora habrá meses que se pague un poco más y otros un poco menos por la potencia. En

el cómputo anual, el resultado de hacerlo de una forma u otra es indiferente.

La potencia máxima, mes a mes, por cada período tarifario, se refleja en la siguiente tabla, donde se han

marcado en amarillo los máximos. En mayo se han supuesto por lo comentado anteriormente.



Períodos Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic MEDIA MAXÍMETROS

Potencia

maxímetros

(kW)

P1 380 436 0 0 0 381 405 0 0 0 0 412 167,83

P2 392 428 0 0 0 389 426 0 0 0 0 416 170,92

P3 0 0 372 0 0 393 0 0 440 0 381 0 132,17

P4 0 0 392 0 0 410 0 0 422 0 412 0 136,33

P5 0 0 0 436 424 0 0 0 0 429 0 0 107,42

P6 364 420 396 400 410 367 425 352 413 401 381 397 393,83

Tabla 5. Potencias máximas registradas por períodos, mes a mes.

Hemos determinado la potencia a contratar “a ojo” sabiendo que en el período 1 era de 436 kW. La

mantenemos en el P2 (por ser menor) y luego la subimos a 440 kW desde P3 a P6, pues ya no la

podemos bajar, según la ecuación de restricciones de P1 a P6. De esta manera, en ningún momento

nos pasamos de la potencia contratada en los registros cuartohorarios, pues sabemos la potencia

máxima de cada mes. Por debajo de esos valores y sin los registros cuartohorarios completos no

podemos determinar el ahorro, pero estamos seguros de que sería más cuantioso que el que hemos

determinado, pues tras una simple observación de la tabla anterior nos percatamos que el valor

máximo de 440 dista mucho del resto de valores, por lo que la penalización que sufriría en ese mes de

septiembre, que puede ser en instantes puntuales, hace que sea muy pequeña frente al resto de

potencias.

Por lo tanto, las nuevas potencias a contratar son:

POTENCIA A CONTRATAR (kW)

P1 P2 P3 P4 P5 P6

436,00 436,00 440,00 440,00 440,00 440,00

P1 ≤ P2 ≤ P3 ≤ P4 ≤ P5 ≤ P6

Tabla 6. Potencias a contratar.

Frente a las anteriores:

POTENCIAS CONTRATADAS AHORA (kW)

P1 P2 P3 P4 P5 P6

500,00 500,00 500,00 500,00 500,00 500,00

P1 ≤ P2 ≤ P3 ≤ P4 ≤ P5 ≤ P6

Tabla 7. Potencias actuales.



El ahorro es el siguiente:

AHORRO (€) (INCLUYE IVA)

Fact.1 Fact.2 Fact.3 Fact.4 Fact.5 Fact.6 Fact.7 Fact.8 Fact.9 Fact.10 Fact.11 Fact.12 AHORRO TOTAL (€)

ene-10 feb-10 mar-10 abr-10 may-10 jun-10 jul-10 ago-10 sep-10 oct-10 nov-10 dic-10 3.456,04

284,31 284,31 284,30 284,31 284,30 285,23 294,70 294,71 285,23 294,71 285,23 294,70

Tabla 8. Ahorro desglosado mes a mes.

Fig. 1. Importes facturas optimizadas y sin optimizar (con IVA).



RESUMEN DE TODAS LAS FACTURAS CON LA POTENCIA OPTIMIZADA (CON IVA Y SIN IVA)

PERÍODO CONSUMO

(kWh)

TÉRMINO DE

POTENCIA

(€)

TÉRMINO DE

ENERGÍA

(€)

ENERGÍA

REACTIVA

(€)

IMPUESTO

ELECTRICIDAD

(€)

ALQUILER

EQUIPOS

(€)

TOTAL PAGADO

CON AHORRO

CON IVA (€)

AHORRO

(€)

(CON

IVA)

TOTAL

PAGADO

SIN AHORRO

CON IVA (€)

ene-10 166.550,00 1.725,91 16.784,21 0,00 946,37 158,70 21.655,83 284,31 21.940,14 feb-10 168.897,00 1.725,91 17.306,04 0,00 973,05 158,70 22.261,15 284,31 22.545,46 mar-10 186.167,00 1.725,91 14.263,01 0,00 817,46 158,70 18.731,24 284,30 19.015,54 abr-10 169.860,00 1.725,91 12.015,23 0,00 702,54 158,70 16.123,81 284,31 16.408,12 may-10 195.443,20 1.725,91 13.712,36 0,00 789,31 158,70 18.092,49 284,30 18.376,79 jun-10 178.228,00 1.702,29 15.957,81 0,00 902,91 156,49 21.023,58 285,23 21.308,81 jul-10 196.736,00 1.759,05 18.729,55 0,00 1.047,52 161,71 24.367,37 294,70 24.662,07

ago-10 79.773,00 1.759,05 4.282,02 0,00 308,86 161,71 7.319,28 294,71 7.613,99 sep-10 181.608,00 1.702,29 12.582,29 0,00 730,33 156,49 17.040,46 285,23 17.325,69 oct-10 167.442,00 1.759,05 10.387,13 0,00 621,00 161,71 14.523,31 294,71 14.818,02 nov-10 192.437,00 1.702,29 13.095,98 0,00 756,59 156,49 17.646,62 285,23 17.931,85 dic-10 126.749,00 1.759,05 12.253,73 0,00 716,43 161,71 16.725,91 294,70 17.020,61

TOTAL 2.009.890,20 20.772,62 161.369,36 0,00 9.312,37 1.909,81 215.511,05 3.456,04 218.967,09 AHORRO (%) 1,60

Tabla 9. Facturas calculadas con el impuesto eléctrico al final que es como deberían facturarse (con IVA).

PERÍODO

TOTAL PAGADO

CON AHORRO

SIN IVA (€)

AHORRO (€)

(SIN IVA)

TOTAL PAGADO SIN

AHORRO SIN IVA (€)

ene-10 18.668,82 245,09 18.913,91

feb-10 19.190,65 245,09 19.435,74

mar-10 16.147,62 245,09 16.392,71

abr-10 13.899,84 245,09 14.144,93

may-10 15.596,97 245,09 15.842,06

jun-10 17.816,59 241,72 18.058,31

jul-10 20.650,31 249,75 20.900,06

ago-10 6.202,78 249,75 6.452,53

sep-10 14.441,07 241,72 14.682,79

oct-10 12.307,89 249,75 12.557,64

nov-10 14.954,76 241,72 15.196,48

dic-10 14.174,49 249,76 14.424,25

TOTAL 184.051,79 2.949,63 187.001,42

AHORRO (%) 1,60 Tabla 10. Facturas calculadas (sin IVA).



A continuación ponemos 2 facturas ejemplo, la de enero de 2010, una la que tiene EFM y otra la factura

mejorada.

Fig. 2. Factura de enero 2010 normal (sin mejorar).



Fig. 3. Factura de enero 2010 mejorada.



Resumen medida, con valores sin IVA:

SITUACIÓN ACTUAL

Potencias contratadas

Electricidad anual gastada (€) 187.001,42



Nuevas potencias contratadas

Electricidad anual gastada (€) 184.051,79

Emisiones de CO2 (ton/año) 85,38

INVERSIÓN Derechos enganche (cambio de potencia) 79,49

TOTAL INVERSIÓN 79,49



AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 0

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 0

PERIODO DE RETORNO (años) Menos de un mes

AHORRO DE CO2 (t/año) 1,37 Tabla 11. Situación actual y cambio propuesto.



1.3. MEJORA3:INCORPORARVARIADORESDEVELOCIDADABOMBAS

Bomba Pedrollo F32/200B. Esta bomba impulsa el agua de la torre de refrigeración al horno Insertec

para su enfriamiento. Proponemos poner un variador de velocidad marca ABB y modelo ACS310-03E-13A8-4 a dicha bomba

Se supone una altura manométrica entre el depósito de succión de la bomba y el nivel del depósito del

horno de 10 m. Los datos de curvas y características técnicas aparecen a continuación para n = 2.900

rpm.

Tabla 12. Curva de la bomba Pedrollo F32/200B.



Supongamos un funcionamiento de 230 días al año durante 16 horas/día, es decir que en total va a

funcionar al año 3.680 horas. Se toma la hipótesis de que hay 8 horas que no funciona de los días que está

la fábrica en marcha.

Actualmente se realiza, entendemos, la regulación del caudal mediante estrangulamiento de una válvula

accionada por el controlador del proceso. Otro procedimiento típico de regulación es el de “todo-nada”,

es decir, arrancar y para la bomba cuando se precise de forma manual. Se propone alimentar el motor

que arrastra la bomba mediante un variador de frecuencia.

Las hipótesis han sido planteadas con un porcentaje de caudal que viene registrado en la siguiente

figura 4.

Net Present Value (NPV) es usado para analizar inversiones y es el equivalente en español al VAN (valor

actual neto).

La fórmula para calcular el NPV involucra el tipo de interés de financiación i en tanto por uno. Puede ser

variable año tras año, o bien elegir una tasa plana para toda la duración de la amortización en número de

años (n) de la compra, tal y como sigue.

ó

1

Se incidió sobre esta expresión en su apartado correspondiente.



El variador de frecuencia elegido es el ACS310-03E-13A8-4 de ABB, según la figura siguiente del programa

de cálculo PumpSave 4.4.

Fig. 4. Elección de variador para la bomba Pedrollo F32/200 B.

Bomba refrigeración máquinas, de 15 kW.

Se toman los valores aproximados que aparecen en la figura siguiente.

El funcionamiento es el mismo que para la otra bomba: 230 días al año durante 16 horas/día, con 3.680

horas.

En esta ocasión el variador de frecuencia elegido es el ACS310-03E-34A1-4de ABB, según la figura

siguiente, teniendo el mismo coste que el anterior modelo.



Fig. 5. Elección de variador para la bomba refrigeración máquinas.

Existen algunas bombas más en circuitos hidráulicos, entre las que referimos:

1. Bombas de rotor húmedo y seco, caldera-circuito calefacción oficinas.

Bomba SEDICAL SP30/8-B para la impulsión desde la caldera a los radiadores de calefacción de

las oficinas, con un consumo del motor de 0,195 kW, caudal normal de 3.644 l/h y una pérdida

de carga de 6 m.c.a.

Bomba SEDICAL SP30/7 para el retorno a la caldera desde los radiadores de las oficinas, con un

consumo de 0,185 kW, caudal normal de 3.500 l/h y una pérdida de carga de 4,5 m.c.a.

2. Bomba, caldera-circuito calefacción oficinas.

Bomba modelo M-50, para el retorno del horno a la torre de refrigeración, con un consumo de

1,5 CV, caudal normal de 16.000 m3/h y 3.000 rpm.

Dado su bajo consumo, no se estudian pues no saldría rentable poner un variador.



SITUACIÓN ACTUAL

Sin Variador de velocidad Bomba Pedrollo F32/200B Bomba refrig. máquinas Total

Potencia absorbida (kW) 5,5/0,91 6,04 16,48 -

Nº horas (h) 3.680 3.680 -

Energía consumida (kWh/año) 22.227,2 60.646,4 82.873,6

Precio electricidad (€/kWh) 0,0942453 0,0942453 -

Energía eléctrica consumida (€/año) 2.094,81 5.715,64 7.810,45

Emisiones de CO2 (t/año) 10,31 28,13 38,44

CAMBIO PROPUESTO

Con variador de velocidad Bomba Pedrollo F32/200B Bomba refrig. máquinas Total

Energía consumida estimada según hoja de cálculo (kWh/año) 16.794,57 45.547,52 62.342,09

Precio electricidad (€/kWh) 0,0942453 0,0942453 -

Energía eléctrica consumida (€/año) 1.582,81 4.292,64 5.875,45

Emisiones de CO2 (t/año) 7,79 21,12 28,91

INVERSIÓN

Compra de variador 656 656 1.312

TOTAL INVERSIÓN 656 656 1.312

AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 512 1.423 1.935

AHORRO PORCENTUAL (%) 24,4 24,9 24,6 (media)

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) 5.432,63 15.098,88 20.531,51

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 63,17 175,55 238,72

PERIODO DE RETORNO (años) 1,3 0,5 0,9 (media)

AHORRO DE CO2 (t/año) 2,52 7,00 9,52 Tabla 13. Mejora por incorporar variador de velocidad a bomba.



1.4. MEJORA4:SUSTITUCIÓNDELÁMPARASDEVAPORDEMERCURIOENZONADE

TALLER‐PLANTA PRIMERA POR LÁMPARAS DE VAPOR DE SODIO DE ALTA

PRESIÓN.

Comparamos la lámpara actual de vapor de mercurio de 400 W con la lámpara de vapor de sodio de

alta presión que tiene como características: mismo flujo luminoso, mayor eficacia, mayor reproducción

cromática, una vida media y útil superiores y una potencia de equipo menor y un tiempo de arranque muy

reducido en comparación a la de vapor de mercurio. En resumen, todo ventajas.

Lámpara Casquillo

Flujo

Lum.

Eficacia

(lm/W)

Temp.

color

IRC

(Ra)

Vida

media

Vida

útil (h)

Tensión

(V)

Int.

(A)

Tensión

arranque

Tiempo

arranque

Potencia

equipo

Precio

(€)

PHILIPS HPL-N 400W/542 E40

(vapor de mercurio)

E40 22.000 55 4.200 >50 16.000 12.000 140 3,25 180 300 0,426 36,06

12,43

PHILIPS SON Comfort 250W/621 E40 1SL (vapor de

sodio)

E40 22.000 88 2.150 65 24.000 16.000 100 3,0 198 5 0,274 59,97

34,35

Tabla 14. Características de las lámparas Philips a comparar. En negro los precios oficiales de Philips de su último catálogo. En rojo, precios observados en la web http://www.getalamp.es. Tomaremos los precios oficiales.

Fig. 6. Características fundamentales de la lámpara de vapor de sodio de alta presión.



AHORRO LÁMPARAS

Lámparas a comparar

PHILIPS HPL-N 400W/542 E40

PHILIPS SON COMFORT 250W/621 E40 1SL

Vida Media 16.000 24.000 Útil 12.000 16.000

En consumo energético

Consumo energético (kWh) 0,426 0,274

Ahorro por balastro electrónico regulable (%) 0 %

Ahorro consumo energía (kWh) --- 0,152 Precio medio (€/kWh) 0,094245283

Total ahorro en consumo energético (€/h) --- 0,014325

Horas diarias de encendido 24 Precio total equipo unitario (luminarias, reguladores,…) 0,00

Días/año de encendido 230 Total ahorro en consumo energético (€/año) 79,08

En lámparas fluorescentes

Precio unitario lámpara (€) 36,06 59,97

Cambios de lámpara/año Nº cambios 0,460 0,345

Coste (€) 16,59 20,69 Total ahorro en lámparas (€/año) 4,10 0

En mantenimiento

Coste mano de obra para reemplazos (€/h) 30 Coste mantenimiento

por año Lámpara (tiempo en min)

7,50 7,50 15

Total ahorro en mantenimiento (€/año) 0,00 0,00

Balance total por lámpara sustituida (€/año) 4,10 79,08

Ahorro total por lámpara sustituida (€/año) 74,97

Lámparas instaladas 86

Ahorro total anual por tipo de lámpara (€/año) 6.447,72

Lámpara PHILIPS SON COMFORT 250W/621 E40 1SL Nº unidades 86

INVERSIÓN MUY FAVORABLE. RETORNO RÁPIDO SEGÚN VRI

Precio €/Ud. 59,97 INVERSIÓN 5.157,42 PAYBACK (VRI)

(años decimales) 0,800 PAYBACK (VRI) (meses decimales) 9,599

Ahorro energético x lámpara (kWh/año) 839,04 Ahorro energético x todas las

lámparas (kWh/año) 72.157,44

Financiación

Tipo interés o rentabilidad esperada (%) Inflación (%) Tipo interés o rentabilidad

esperada real (%)

INVERSIÓN MUY FAVORABLE. RETORNO RÁPIDO SEGÚN VAN

4,00% 3,00% 7,12%

Amortización (años decimales)

Subida anual media precio electricidad (%)

PAYBACK (VAN) (años decimales)

VAN en los años de amortización

2,899 7,00% 0,801 7.716,36 Tabla 15. Ahorro de la lámpara de vapor de sodio respecto a la de vapor de mercurio.

El retorno de la inversión es de 0,8 años, es decir, 9,6 meses, y tanto el ahorro económico como energético

es espectacular, luego es una inversión muy ventajosa. Se trata de una excelente inversión.

Nota: la amortización, en el caso de lámparas, se puede definir fácilmente:

óú/ ñ

16.00024 / í 230 í / ñ

2,899 ñ



El payback (VAN) se refiere a los años en los que el VAN se hace nulo, mientras que el payback (VRI) es el

retorno normal, como ya se explicó en el apartado correspondiente.

SITUACIÓN ACTUAL

Lámparas de vapor de mercurio

Potencia total conjunto lámparas (kW) 36,636

Nº horas año (h/año) 5.520

Energía total consumida (kWh/año) 202.230,72


Electricidad consumida (€/año) 19.059,29


Lámparas de vapor de sodio de alta presión






Emisiones de CO2 (t/año) 60,34

INVERSIÓN Compra de las 86 lámparas 5.172,42

TOTAL INVERSIÓN 5.157,42





PERIODO DE RETORNO (años) 0,8

AHORRO DE CO2 (t/año) 33,47 Tabla 16. Resumen del balance de ahorro con la medida propuesta.



1.5. MEJORA 5: SUSTITUCIÓN DE LÁMPARAS FLUORESCENTES T8 DE 58 W POR

SISTEMAADAPTADORDELUMINARIAECO‐TUBOPARALÁMPARAT5DE35WEN

ZONADETALLER‐SÓTANO.

Existen unas 25 luminarias adaptables a las antiguas T8 denominadas Eco-Tubo EBM-135 de 38 W con

lámparas GE Starcoat T5 F35W/865 que han sustituido lámparas Osram T8 L58 W/865 Basic Cool Daylight.

Esto ya lo ha hecho EFM anteriormente. Aquí lo que se pretende es cuantificar el ahorro cambiando todas

las lámparas restantes y si es rentable.

Fig. 7. Especificaciones Eco‐Tubo seleccionado.

Lámpara Nº Tipo

Flujo

Lum.

(lm)

Eficacia

(lm/W)

Temp.

color

(K)

IRC

(Ra)

Vida

media

(h)

Vida

útil

(h)

Tensión

(V)

Int.

(A)

Potencia

unitaria

equipo

(kW)

Potencia

total (kW)

Precio unitario

lámpara (€)

Osram

L 58W/865 Basic

Cool Daylight

Fluorescente T8

175

Casquillo 613

Balastro

magnético con

cebador y

reactancia.

5.200 90 3.500 ≥ 80 18.000 20.000 ¿220? ±0,2 0,0696 12,18 3,08

GE Startcoat T5

F35W/865/ ECO

40

Fluorescente T5

25

Luminaria

adaptador Eco-

Tubo Matic EBM-

135R (Balastro

electrónico)

3.400 95 6.500 85 20.000 30.000 ¿220? 0,18 0,04 1,0

10,28 € (lámpara) +

57,72 (adaptador

luminaria Eco-

Tubo).Total: 68 €.

Dto: 45 % por

Tabla 17. Características de las lámparas a comparar.

Fig. 8. Fluorescente T5 vs. T8.



Los cálculos con Dialux, usando la luminaria que aparece en el catálogo más apropiada, la GE Lighting

N-PACK NPP135EB T5 LL 220-240 NPT, en lugar de la Eco-Tubo Matic EBM-135R, poniendo la lámpara GE

Starcoat T5 F35W/865, arrojan un valor de iluminancia media Em = 284 lx en el plano de trabajo, frente a los

307 lx con la lámpara de 58 W.

Nota: la luminaria encontrada en el catálogo digital para Dialux es la más aproximada. Sin embargo, a

través de catálogos comerciales de la empresa, la luminaria recomendada es la BLS/E/1x35W/T5, de

código 70927 para el color 865.

Recordando lo calculado en el apartado de iluminación y dado que consideramos para la zona del taller

del sótano 1.900 m2, en vez de 2.100, tenemos:

284 2.100 1.900 ⇒ 313,89 ≃ 314

por lo que estamos en el entorno de 300 lx. Con las lámparas T8 de 58 W teníamos 339 lx, luego solo

tenemos un 7,4 % menos de iluminancia media, frente al ahorro que ahora calcularemos.

Con este dato calculado no tenemos ningún problema en cambiar todas las lámparas. La luminaria Eco-

Tubo de balastro electrónico se adapta fácilmente a la anterior, necesitándose tan solo quitar el cebador

y anular la reactancia (balastro electromagnético). Por tanto, en la operación no se requieren más de 3

minutos, según el fabricante, frente a un cambio total de luminaria y de lámpara mucho más costoso

económicamente.

A continuación ponemos el cálculo con Dialux. Se ha supuesto un factor de mantenimiento de 0,76, que

incluye en este programa también la degradación, que será menor en este tipo de lámparas.



Fig. 9. Valores de cálculo con Dialux para lámpara GE tipo T5 de 35 W.

El precio de la luminaria Eco-Tubo incorpora la lámpara y van unidas cuando se compran. Posteriormente

se reemplazan solo las lámparas. Existe un 45 % de descuento para cantidades importantes, según nos ha

informado un distribuidor. Es por ello que el precio en el estudio, no es 68 €, sino que se ha aplicado el

descuento a ambos elementos, quedando 5,65 € para la lámpara y 31,75 € para la luminaria. Es posible

que la empresa Eco-Tubo pueda variar la lámpara que vende con su producto. Debe exigírsele al menos,

las características técnicas de GE T5 F35W descrita anteriormente, sobre todo respecto al flujo luminoso

que no debe ser inferior a 3.400 lm. Obsérvese que si se eligiese otro color que no fuese el 835 para esta

lámpara, el flujo luminoso pasaría de 3.400 a 3.650 lm.



AHORRO LÁMPARAS

Lámparas a comparar

OSRAM L 58W/865 Basic Cool Daylight T8

GE Startcoat T5 F35W/865/ ECO 40 T5

Vida Media 18.000 20.000

Útil 20.000 30.000

En consumo energético

Consumo energético (kWh) 0,0696 0,04 Ahorro por balastro electrónico regulable (%) --- 0%

Ahorro consumo energía (kWh) --- 0,0296 Precio medio (€/kWh) 0,094245283

Total ahorro en consumo energético (€/h) --- 0,002790

Horas diarias de encendido 24 Precio total equipo unitario (luminarias, reguladores,…) 31,75

Días/año de encendido 230 Total ahorro en consumo energético (€/año) 15,40

En lámparas fluorescentes

Precio unitario lámpara (€) 3,08 5,65

Cambios de lámpara/año Nº cambios 0,276 0,184

Coste (€) 0,85 1,04 Total ahorro en lámparas (€/año) 0,19 0

En mantenimiento

Coste mano de obra para reemplazos (€/h) 30 Coste mantenimiento

por año Lámpara (tiempo en min) 7,50 7,50

15 Total ahorro en mantenimiento (€/año) 0,00 0,00

Balance total por lámpara sustituida (€/año) 0,19 15,40

Ahorro total por lámpara sustituida (€/año) 15,21

Lámparas instaladas 175

Ahorro total anual por tipo de lámpara (€/año) 2.661,65

Lámpara GE Startcoat T5 F35W/865/ ECO 40 T5 Nº unidades 175

INVERSIÓN MUY FAVORABLE. RETORNO RÁPIDO SEGÚN VRI

Precio €/Ud. 5,65 INVERSIÓN 5.556,25 PAYBACK (VRI)

(años decimales) 2,088 PAYBACK (VRI) (meses decimales) 25,050

Ahorro energético x lámpara (kWh/año) 163,392 Ahorro energético x todas

las lámparas (kWh/año) 28.593,60

Financiación

Tipo interés o rentabilidad esperada (%) Inflación (%) Tipo interés o rentabilidad

esperada real (%)

INVERSIÓN FAVORABLE: PERÍODO INFERIOR A 5 AÑOS O VAN ≥ 0

4,00% 3,00% 7,12%

Amortización (años decimales)

Subida anual media precio electricidad (%)

PAYBACK (VAN) (años decimales) VAN en los años de amortización

5,435 7,00% 2,091 7.707,3 Tabla 18. Inversión rentable a pesar del coste inicial excesivo de la luminaria‐lámpara Eco‐Tubo frente a la lámpara existente.

El retorno de la inversión (payback) se produce en 2 años, mientras que la amortización llega casi a 5,5

años. La inversión es interesante. El VAN no sale muy alto, pero es positivo. Toda inversión que tenga un

plazo de payback o retorno inferior a 5 años, la hemos catalogado como rentable.



SITUACIÓN ACTUAL

Lámparas fluorescentes T8 de 58 W







Lámparas fluorescentes T5 de 35 W



Energía total consumida (kWh/año) 38.640




INVERSIÓN

Compra de las 175 lámparas y adaptador de luminarias 5.556,25

TOTAL INVERSIÓN 5.556,25






AHORRO DE CO2 (t/año) 13,26 Tabla 19. Resumen del balance de ahorro con la medida propuesta.



1.6. MEJORA6:RECUPERACIÓNAIRECALIENTEDELCOMPRESORPARACALEFACCIÓN

TALLER.

Se propone extraer el aire caliente del compresor hacia el taller. Constaría de una válvula manual,

conductos rectangulares acoplables a la instalación, rejillas, cuadro e instalación eléctrica. La solución es

con los conductos sin calorifugar, que es más económica.

Fig. 10. Circuito para recuperar aire caliente del compresor habitual.

Características del sistema recuperación aire caliente

Ventilador: potencia absorbida 2,1 kW Rendimiento = 0,84 cos = 0,85 Potencia total consumida = 2,415 kW

Potencia absorbida = 1,764 / 0,84 = 2,1 kW Pérdidas por factor de potencia = 0,15 · 2,1 = 0,315 kW Caudal: 13.000 m3/h (máx. potencia)

Rejillas Caudal Rejilla 1 = 4.000 m3/h Caudal Rejilla 2 = 4.000 m3/h Caudal Rejilla 3 = 5.000 m3/h

Tabla 20. Características de los aparatos a instalar para recuperar aire caliente.

Hallamos el flujo másico al régimen de caudal máximo, suponiendo que siempre va a funcionar a ese

régimen.

1,213.0003.600

4,333

donde la densidad del aire es la media entre el intervalo de temperaturas considerado y siendo el calor

específico para el aire en dicho rango:

c 1,012º



La potencia térmica obtenida por el ventilador será:

c t t 4,333 1,012 33 18 65,775kW

donde se ha supuesto una temperatura de salida de 33 ºC y una temperatura media del taller de 18 ºC, en

condiciones de diseño.

La potencia eléctrica consumida por el ventilador del sistema de recuperación de aire será:

2,415

El nº de horas trabajadas será para el ventilador las de los días de invierno, al contrario que las de los tubos

radiantes que son solo entre 2 y 2,5 horas por día de período de calefacción, se supone que en el turno de

mañana entre las 6 y las 8 horas que es cuando más frío hace:

96íñ

24í

2.304ñ

Inversión:

o Materiales: conductos, ventilador, válvula manual, rejillas, cuadro e instalación eléctrica.

o Montaje in situ en fábrica, mano de obra incluida.

o Total: 6.000 € (sin IVA).

El consumo total de energía de los tubos radiantes según la tabla 30 se adjunta en la siguiente tabla junto

con la cesión de energía con este sistema de recuperación de calor residual:

Resumen mejora sistema de aprovechamiento de aire caliente compresores a fábrica

Cesión energía a fábrica (kWh/año) Cesión energía a fábrica (tep/año) Gasto ventilador conducto evacuación (€/año)

151.545,6 13,03 524,40

Consumo y ahorro de tubos radiantes si se suprimen Consumo tubos

(kWh/año) Precio medio del gas (€/kWh),

según apartado 4.3.2 Ahorro tubos (€/año) Ahorro emisiones CO2 gas natural (t/año)

Ahorro ventiladores tubos radiantes (€/año)

116.550 0,0317051 3.695,23 238,61 35,03

Tabla 21. Resumen de la mejora sistema aprovechamiento de aire.

Para el cálculo del ahorro de las emisiones de CO2, se ha empleado:



556,50

38.310m N

0,145m N 3.600

124

í96

íñ

1.202.688m Nñ

Luego se ha efectuado la conversión según la tabla de la sección 5.9. Obsérvese que no existe ahorro de

emisiones por electricidad dado que el cómputo total entre el gasto por el ventilador nuevo del conducto

y el ahorro por suprimir los ventiladores, resulta un valor negativo.

Se observa que existe un 30,0 % más de calor cedido por el aire caliente de los compresores frente a la

emisión por parte de los tubos radiantes, luego es factible la anulación de los tubos, si el ahorro merece la

pena. 6.000

3.695 35,03 524,401,872 ñ 1 ñ 10,5

Veamos para un plazo de 25 años de amortización, el valor del VAN, considerando una subida interanual

del 7 % para la electricidad y un 3 % para el gas (el último año para la tarifa 2.2 ha sido en torno al 7,60 %,

pero esperamos una tendencia a la baja que haga que el precio medio se estabilice en torno a ese

porcentaje), sin financiación por ser inversión de pronta recuperación, tan solo consideraremos la inflación

del 3 % anual, se tiene:

6.0003.695,23 1,03 35,03 1,07 524,40 1,07

1 0,0365.538,2€ 0

La recuperación se produce, cuando el VAN es 0:

6.0003.695,23 1,03 35,03 1,07 524,40 1,07

1 0,030 ⇒

⇒ 1,89 ñ 1 ñ 10,7



Fig. 11. Ahorro progresivo y VAN de la operación. Obsérvese que los flujos de caja o ahorros (en granate) no son constantes, dado que el

precio de la energía tiende a subir con el tiempo. Por lo tanto, la inversión es muy interesante, con las hipótesis de precios de la energía y solo la inflación y se pueden desconectar para siempre los tubos radiantes para esa zona del taller en la planta sótano.

‐6.000,00

3.806,09 3.920,27 4.037,88 4.159,02 4.283,79 4.412,30 4.544,67 4.681,01 4.821,44 4.966,08 5.115,07 5.268,52 5.426,57 5.589,37 5.757,05 5.929,76 6.107,66 6.290,89 6.479,61 6.674,00 6.874,22 7.080,45 7.292,86 7.511,65 7.737,00

‐10.000,00

0,00

10.000,00

20.000,00

30.000,00

40.000,00

50.000,00

60.000,00

70.000,00

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 13,00 14,00 15,00 16,00 17,00 18,00 19,00 20,00 21,00 22,00 23,00 24,00 25,00

VAN

Ahorro progresivo



SITUACIÓN ACTUAL Sistema de encendido de 15 tubos radiantes para calefacción taller

Tubos Potencia real conjunto tubos (kW) 616,65

Nº horas (h/año) 210

Energía consumida gas natural (kWh/año) 116.550

Precio medio gas (€/kWh) 0,0317051

Energía térmica consumida (€/año) 3.695,23

Emisiones de CO2 (t/año) 2.094,81

Ventiladores

Potencia real conjunto ventiladores (kW) 1,77

Nº horas (h/año) 210

Energía consumida electricidad (kWh/año) 371,7

Precio medio electricidad (€/kWh) 0,0942453

Energía eléctrica consumida (€/año) 35,03


CAMBIO PROPUESTO Recuperación de aire para calefacción

Cesión aire a fábrica mediante el compresor Energía cedida a fábrica (kWh/año) 151.545,6


Energía eléctrica consumida (€/año) -> se consume para el compresor como aplicación principal 0

Emisiones de CO2 (ton/año) -> se consideran para el compresor, no para esta aplicación 0

Ventilador impulsor de aire Potencia real conjunto tubos (kW) 2,415

Nº horas (h/año) 2.304

Energía consumida electricidad (kWh/año) 5.564,16


Energía eléctrica consumida (€/año) 524,40


INVERSIÓN Materiales: conductos, ventilador, válvula manual, rejillas, cuadro e instalación eléctrica., mano de obra incluida 6.000

TOTAL INVERSIÓN 6.000 AHORRO NETO ECONÓMICO/AÑO (€) 3.205,86

AHORRO PORCENTUAL (%) -> ,

. , , 85,9

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (kWh) (116.550 gas + 371,7 elec. - 5.564,16 elec.) 111.357,54

AHORRO ENERGÉTICO/AÑO (tep) 1.294,75

PERIODO DE RETORNO (años) 1 año y 10 meses

AHORRO DE CO2 (t/año) 236,2

Tabla 22. Tabla con el cuadro de la mejora.



1.7. MEJORA7:PANELESSOLARESTÉRMICOSPARAAGUACALIENTESANITARIA.

Se propone mediante esta mejora sustituir los termos-acumuladores eléctricos existentes por la instalación

de 2 placas o paneles solares. Existen 2 termos acumuladores eléctricos.

Según el proyecto de instalación de A.C.S emitido en su día, las necesidades son:

Caudales y consumo agua en grifos y duchas

Nº Caudal (l/min)

Período día unitario (min)

Período día total (min)

Caudal total (m3/día)

Consumo total (m3/año)

Grifos 12 6 5 60 0,36 82,8 Duchas 5 12 10 50 0,6 138

Total 0,96 220,8

Tabla 23. Caudales y consumo agua en grifos y duchas.

Consumo y gasto eléctrico aproximado de los termos eléctricos

Termo Potencia (kW) Capacidad (l) Uso (h/año)

Consumo (kWh)/año

P

Gasto (€/año) G

1 (hombres) 2,4 200 9 h/día · 5 días/semana · 46 semanas/año

= 2.070

4.968 468,21

2 (mujeres) 1,8 150 3.726 351,16

Total 8.694 819,37

Tabla 24. Consumo y gasto eléctrico aproximado de los termos eléctricos.

Nuevamente se ha tomado el precio medio de la electricidad a 0,0942453 €/kWh. Se han considerado 9

horas al día porque se sobreentiende que los acumuladores necesitan un tiempo para calentarse. La base

han sido 230 días de trabajo. Aunque al día se considera un período total de apertura de grifos de 60 min y

de duchas de 50, nótese que para hacer el cálculo del gasto eléctrico de los termos, se tiene que tener en

cuenta el tiempo total de encendido de los mismos y no del uso del agua.

Dado que el consumo eléctrico debe emplearse en calentar el agua, podemos obtener la potencia

suponiendo un salto térmico de 40 ºC:

∆ 220.800kgaño

1año230días

1día9h

1h3.600s

4,19kJ

kgºC40ºC 4,966kW

Entonces la energía consumida en un año de esta forma es:

ñ 4,966 2.070 10.279,6ñ



Si consideramos la energía consumida eléctrica anterior de la tabla 23 y despejamos para ∆ , obtenemos:

∆ ñ

33,8º

Pero vemos que eso sería insuficiente quizás para temperaturas del agua de entrada cercanas a 1 ºC en

invierno. Por lo tanto, elegimos la energía consumida anual la calculada anteriormente:

Consumo y gasto eléctrico real de los termos eléctricos

Consumo (kWh)/año Gasto (€/año) 10.279,6 968,80

Tabla 25. Consumo y gasto eléctrico real de los termos eléctricos.

La inversión consistiría en:

Paneles solares térmicos Aparatos Precio

2 placas solares selectivas en terraza de unos 10 m2

7.000 € 1 acumulador de 500 litros en vestuario hombres

Mano de obra incluida

Tabla 26. Paneles solares térmicos.

Como ahora dejamos de consumir esa energía, se trata de ahorro: todo lo que no se consume es lo que se

ahorra tanto energética como económicamente.

El valor de retorno de la inversión será:

7.000968,80

7,23 ñ 7 ñ 2,7

No obstante, dado que el precio de la energía sube año tras año, el retorno de la inversión simple en este

caso, deberá comprobarse.

Para la tarifa 6.1 y de acuerdo a un estudio realizado en internet entre diciembre del 2.009 y 2.010,

tenemos:



En el término de energía existe una media del 21,8 % entre los 6 períodos.

Generalmente el término de energía tiene más peso que el de potencia (la media es de 22,9 %), por lo

que se estima una subida del 22,5 % del precio de la electricidad en este año estudiado (2.010).

Consideraremos una subida interanual lineal del 7 % pues creemos que la subida no será de ese orden año

tras año, y tenderá a bajar. Si consideramos esa subida lineal media del 7 % a lo largo de la vida útil

estimada de 25 años de las placas solares térmicas, podemos realizar el análisis mediante el VAN.

Suponemos una rentabilidad requerida del 4 % anual con una inflación del 3 % media lineal durante toda

la duración de la amortización y un mantenimiento inexistente.

Entonces, 0,0712 como en el apartado 6.2.

7.000968,8 1 0,07

1 0,071216.870,42€ 0

De subir de media un 7 % anual el precio de la electricidad, al final en 25 años se transformarían en un

precio para ese año de:

968,8 1,07 5.258,10€



La recuperación de la inversión por este método se produce antes de los 7 años y medio, dado que:

7.000968,8 1,071 0,0712

0 ⇒ 7,26 ñ 7 ñ 3,1

Sale una inversión muy rentable en el sentido que el ahorro en las facturas de la electricidad, irá creciendo.

Es posible que el incremento no fuera tan descabellado, pero debemos saber que existe el déficit tarifario

y las comercializadoras de electricidad tienen a decir que no cobran lo que debieran por lo que el precio

seguirá en alza.

Resumiendo:

SITUACIÓN ACTUAL

Termos acumuladores

Potencia total (kW) 4,966




Electricidad consumida (€/año) 968,80


Placas solares

Energía total ahorrada (kWh/año) 10.279,6

Precio electricidad kWh (medio 2.010) (€) -> no consume 0

Electricidad ahorrada (€/año) 968,80

Emisiones de CO2 (t/año) 0

INVERSIÓN

2 placas solares 10 m, 1 acumulador de 500 l., mano de obra 7.000

TOTAL INVERSIÓN 7.000

AHORRO ECONÓMICO/AÑO (€) 968,80

AHORRO PORCENTUAL (%) 100




AHORRO DE CO2 (t/año) 4,77 Tabla 27. Situación de mejora propuesta.



1.8. MEJORA 8: SISTEMA DE ILUMINACIÓN NATURAL CON LUCERNARIOS EN LA

CUBIERTA

Sistema de iluminación natural con lucernarios.

1. La Iluminación Natural.

La iluminación natural consiste en aprovechar la luz del sol para iluminar espacios interiores tratando así de

disminuir el aporte de luz artificial.

Los primeros estudios sobre los efectos de la luz natural datan de 1920. Desde entonces, se ha podido

demostrar la relación existente entre estos efectos con hechos que van desde el aumento de la

producción en compañías hasta la reducción en el tiempo de mejoría de los pacientes en hospitales.

Algunos de los beneficios de la iluminación natural son:

- Económicos:

o Reducción del consumo eléctrico

- Productividad:

o Aumento en la atención y concentración de los trabajadores

o Reducción del estrés y la monotonía



o Fomento de la comunicación

o Reducción del absentismo laboral

o Aumento de ventas en lugares de exposición al público

- Sociales:

o Imagen de empresa ligada a la sostenibilidad

- Medioambientales:

o Ayuda a la reducción de la emisión de gases contaminantes

2. Descripción del Sistema de Iluminación Natural

La instalación está destinada al aporte de luz natural en el interior del edificio. El producto incorpora un

diseño óptico único que lo diferencia de los sistemas convencionales en que contiene miles de prismas

diminutos, que refractan la luz solar directamente en miles de micro haces de luz, cuyo resultado es una luz

natural suave que se trasmite directamente al interior.

De esta manera, la luz natural puede sustituir a la luz artificial durante más del 70% de las horas del día. Esto

implica enormes ahorros de energía en edificios de funcionamiento intensivo.

El sistema de iluminación natural propuesto proporciona una mayor transmisión de la luz, a la vez que una

difusión del 100%, debido a que es un sistema de alto rendimiento que no produce deslumbramiento.



3. Oferta económica



4. Análisis energético y económico

Compárese esta tabla de Lledó con mis cálculos en la siguiente hoja.

Fig. 12. Ahorro anual y acumulado según Lledó.

Lledó, donde el equipo de lámpara + luminaria lo toman como 425 W. Realmente son 426 según catálogo

de Philips). Es por ello que el cálculo sale diferente y aquí lo vamos a reflejar.

5. Beneficios medioambientales

El uso de la luz natural hace que se reduzcan los consumos de electricidad, por lo que se minimizan las

emisiones de gases de efecto invernadero y la contaminación medioambiental. Las emisiones a la

atmósfera de gases contaminantes evitadas gracias a la instalación del sistema objeto de este estudio son

las siguientes:



Tabla 28. Reducción sustancias contaminantes. Esta tabla debería ser retocada con mis cálculos

Nota: Yo he tomado la base de cálculo para las emisiones de CO2 de una calculadora en Internet recomendada por ingenieros:

http://www.ada-c.com/es/conversor-co2.html. El valor del fabricante de esta medida de mejora toma un valor ligeramente inferior.

6. Anexos

A continuación se describe físicamente el sistema Lledó Sunoptics y se muestran cálculos con un programa

llamado SkyCalc.

Es importante destacar que el ahorro del 25 % en electricidad en esta planta daría lugar a que las

luminarias deberían estar encendidas parcialmente en horario de día. Esto es fácil de ver, pues si un día

medio tiene 10 horas de luz diurna, representaría casi el 42 % de ahorro si con el sistema propuesto no

habría que encender ninguna lámpara con el sistema de luz natural propuesto. Si EFM se interesara por

este sistema mi consejo es que pregunte cuáles serían las pautas de encendido de las luces de la nave y si

solo sería necesario encender las luces en días no muy claros, porque es sumamente importante que esto

estuviera perfectamente definido. Me imagino que Lledó a la hora de entrar en detalles con respecto a

esta cuestión sería capaz de explicar más claramente este asunto que a nosotros, personalmente, no nos

ha facilitado.



Tabla 29. Sistema de iluminación natural.



Colocación del sistema Lledó Sunoptics en la cubierta.



Sistema de difusión de luz natural.

La mano de obra se cobra según 400 € por unidad de Sunoptics, es decir, el total por este concepto es de

12.800 €. Se pone el 75 % de las horas de encendido habituales de las lámparas. El ahorro real calculado es

un 28,46 % menor pero hay que tener en cuenta que no se aplicaba toda la inversión, pues solo

presentaron formalmente el valor de los materiales. Lledó ha propuesto la energía realmente consumida

elevada en un 37,21 %. Ha sido un despiste por su parte.

El resumen de esta mejora se presenta en la página siguiente.



SITUACIÓN ACTUAL

Iluminación con lámparas de vapor de mercurio







Iluminación natural y con lámparas de vapor de mercurio







INVERSIÓN

32 lucernarios Sunoptics + mano de obra (estimada) 44.256

TOTAL INVERSIÓN 44.256


AHORRO PORCENTUAL (%) 25




AHORRO DE CO2 (t/año) 23,45

Conclusión: tenemos un retorno de 9,3 años, frente a los 4,5 calculados por Lledó con la oferta de solo el

material.


JM-IngeMec Página 49 de 53

2. CUADRO‐RESUMENDELASMEJORASPROPUESTAS

Mejora Descripción Inversión (€) Paybak (años)

Ahorro

energético

(kWh/año)

Ahorro

económico

(€/año)

Emisiones

CO2

no emitidas

(t/año)

1 Cambiar presión de consigna compresor de 8,1 a 7,5 bar 0 Inmediato 36.879,67 3.475,74 17,11

2 Optimización nueva potencia contratada eléctrica 79,49 Inmediato 0 (se ahorra en

potencia) 2.943,63 0 (no se ahorra en energía)

3 Poner variador de velocidad a 2 bombas 1.312 0,9 (media) 20.531,51 1.935 9,52

4 Sustitución lámparas de vapor

mercurio por vapor sodio alta presión (taller 1ª planta)

5.157,42 0,80 años = 9,6 meses 72.157,44 6.447,72 33,47

5 Sustitución de fluorescentes de 58 W

por sistema Eco-Tubo con lámpara de 35 W en taller-sótano

5.556,25 2,09 28.593,60 2.661,65 13,26

6 Recuperación aire caliente compresor para calefacción taller 6.000 1,88 111.357 3.205,86 236,2

7 Paneles solares térmicos para agua caliente sanitaria 7.000 7,26 10.279,6 968,80 4,77

8 Sistema de iluminación natural SunOptics

44.256 (estimado) 9,3 50.557,68 4.764,82 23,45

TOTAL 69.361,16 2,78 330.356,50 26.403,22 337,78 PROMEDIO

Tabla 30. Cuadro‐resumen de las medidas de mejora propuestas. En azul: propuestas de mejoras de energía térmica, en negro: propuestas de mejora de energía eléctrica

Quiero recalcar el hecho de que el 38,07 % del importe de todas las inversiones . ,

. ,100% , se

recuperan en un año, en caso de realizarlas todas a la vez, lo cual es muy interesante desde el punto de

vista económico.



3. AHORROENCOSTESENERGÉTICOSDESGLOSADOS.

Ahorro económico energía eléctrica/año (€/año) 22.228,56 84,19 % Ahorro económico energía térmica/año (€/año) 4.174,66 15,81 %

Tabla 31. Desglose ahorro económico.

4. INVERSIÓNTOTALDESGLOSADA

La inversión total desglosada para todas las medidas excepto la 9 es la siguiente:

Inversión en energía eléctrica/año (€/año) 56.361,16 81,26 % Inversión en energía térmica/año (€/año) 13.000 18,74 %

Tabla 32. Desglose inversión

5. EMISIONESDECO2NOEMITIDAS

Las emisiones de CO2 evitadas son:

Emisiones de CO2 por energía eléctrica ahorrada (t/año) 96,81 28,66 % Emisiones de CO2 por energía térmica ahorrada (t/año) 240,97 71,34 %

Tabla 33. Desglose de emisiones de CO2



6. RECOMENDACIONESFINALES.

Vamos a determinar el ahorro económico que supone el cambio de un motor. El gasto eléctrico estimado

en el sector industrial ronda el 60 – 70 % por lo que es un apartado muy a tener en cuenta.

Esta recomendación es genérica a toda clase de motores en EFM y no la he presentado como mejora

cuantificada, sino que la formulo de manera global para que se tenga en cuenta.

Ejemplodelahorroeconómicodeunmotordealtaeficienciafrenteaotro.Decisiónanteunacompra. A continuación vamos a calcular con este ejemplo el ahorro que supondría comprar un motor de clase de

eficiencia EFF1 frente a otro EFF2. Este estudio es doble: por una parte cuantifica el tiempo en que se

recupera la inversión (payback) ante la compra por sustitución y por otra muestra que similares

características de un motor dan resultados económicos anuales bien diferentes.

Tipo AMHE 200LP2 AM 200LLA2

Clase eficiencia

(CEMEP) EFF1 EFF2

Rendimiento [%] 93,1 91,6

Potencia eje [kW] 30 30

Potencia Red [kW] 32,22 32,75

Ahorro energía [kWh] E = P · t = (32,751 - 32,223) · 1 = 0,528 --

Precio energía [€/kWh] 0,0942453 0,0942453

Precio motor [€] 2.422,54 2.306,21

Diferencia precio motor [€] 116,33 (5,04 % más caro)

Ahorro por hora [€/h] (32,751 - 32,223) · 0,0942453 = 0,049730985 --

Ahorro anual [€/año] 0,049730985 · 24 · 365 435,64

Payback diferencia

precio horas [h]

(2.422,54 - 2.306,21) / 0,049730985 = 2.339

(97 días) --

Payback motor EFF1 [h] 2.422,54 / 0,049730985 = 48.713

(5,56 años = 5 años y 7 meses)

Hipótesis: trabajo continuo

las 24 horas del día

durante 365 días al año

Tabla 34. Ejemplo de ahorro entre 2 motores, uno de alta eficiencia y otro de media.

Cálculoestimativodeahorroconunmotordealtorendimiento.Maneraformal

La tabla anterior puede realizarse siguiendo el esquema allí mostrado o bien puede usarse una ecuación

directa para tomar una elección rápida sobre el ahorro anual de un motor respecto al otro.



Se puede comparar un motor estándar con uno de alto rendimiento, mediante la ecuación para obtener

el ahorro anual en €/kW:

€ 1 1

donde:

o = tiempo de utilización anual en horas.

o = potencia del motor en kW.

o = fracción de plena carga a la que trabaja el motor en tanto por ciento.

o = coste de la electricidad en €/kWh.

o = eficiencia de un motor estándar en tanto por ciento.

o = eficiencia de un motor de alta eficiencia en tanto por ciento.

Y el tiempo de retorno simple de la inversión (payback o VRI):

donde sabemos que:

o = tiempo de retorno de la inversión en años decimales.

o = valor de compra en € de nuevo.

o = ahorro anual en €/kW.

Aplicando los datos de la tabla referida se obtiene:

24 365 30 100 0,09424531

91,61

93,1435,64

€

2.422,54435,64

5,56 ñ 5 ñ 7

Se trata del mismo resultado que obtenido antes, pero más directamente.

Por otra parte, por cada reparación que se le haga a un motor se estima que cae el rendimiento en un 0,5

%. Por lo tanto, se aconseja se lleve un control de las reparaciones y de los bobinados de los motores para

tener registro de los rendimientos estimados reales de cada uno para proceder a su sustitución (en caso de

que no se haya ya tenido en cuenta), siempre que se encuentre que sale rentable. En ese caso, en la



ecuación anterior deberá ponerse no el rendimiento nominal del motor antiguo sino el estimado en base a

bobinados y reparaciones sucesivas (ver apartado motores).

La recomendación fundamental es que se revisen a fondo las propuestas de mejora y se supervisen

financieramente a fondo por si los estudios realizados basados en los tipos de interés o rentabilidad para el

VAN no son los que el departamento va a tener en cuenta. No obstante, creemos que el payback (o VRI

según se le denominó) es un primer indicador, luego existen otras variables que pueden hacer la inversión

más atractiva como pueden ser las subvenciones y las deducciones fiscales.

Me hubiera gustado haber ofrecido un mayor ahorro en la optimización de potencia eléctrica, pero como

se ha explicado, he tenido que recurrir al método habitual de tanteo. No obstante, han resultado casi

3.000 € de ahorro anual.

Espero que las mejoras encontradas para EFM signifiquen un mayor aprovechamiento energético y que

redunden en su ventaja competitiva.

Barakaldo, 10 de junio de 2.011.

El ingeniero industrial,

José Manuel GÓMEZ VEGA,

colegiado 6.026 por el Col. Of. de Ing. Industriales de Bizkaia.

Auditoría energética (Informe de propuestas de mejora - EFM)..

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