lectura tarifa hm

INSTITUTO POLITECNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICAUNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LOPEZ MATEOS"

"DISEO E IMPLEMENTACION DE SISTEMAS DE AHORRO DE ENERGIA ELECTRICA EN EL SECTOR INDUSTRIAL"

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QUE PARA OBTENER EL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA P R E S E N T A N:

LUIS MIGUEL AGUILAR LUNA ERICK GUTIERREZ FERNANDEZ FERNANDO SORIANO ATENOGENES

ING. ING.

ASESORES: HUGO QUINTANA ESPINOSA JORGE HERRERA AYALA

MEXICO, D.F. A 30 DE SEPTIEMBRE DEL 2004

Agradecimientos Realmente celebro que alguna vez alguien, quin sabe dnde decidi incluir este espacio en los libros. Y en verdad, aunque sea un instante, y ocupe apenas las lneas ms breves, es una oportunidad necesaria para escribir la palabra "gracias" y poder sentirla. En este espacio tan subjetivo como autntico quiero agradecerle a quienes aceptaron dirigirnos en el proceso de elaboracin del trabajo de tesis. Ing. Hugo Quintana Espinosa e Ing. Jorge Herrera Ayala, que se dispusieron a aceptar nuestra invitacin para guiarnos. Por otro lado, durante la elaboracin de esta tesis tuve la suerte de encontrarme con numerosos profesores y egresados de Ingeniera Elctrica, quienes estuvieron dispuestos a colaborar en el desarrollo de este trabajo de investigacin. Especialmente al Ing. Alejandro Ulises Oropeza Sanabria, Ing. Marco Antonio Flix Quiroz e Ing. Eladio Islas Ramrez ellos Evaluadores de Proyectos del Fideicomiso para el Ahorro de la Energa Elctrica. A mis compaeros de Tesis, Fernando Soriano Atenogenes y Erick Gutirrez Fernndez gracias por todo amigos. De igual manera, agradecer a todos los profesores por su entrega, por su labor de prepararnos y capacitarnos, a las autoridades y todo el personal administrativo de la ESIME, al director, Dr. Alberto Cornejo Lizarralde y muy en especialmente al Ing. Mateo Trevio Gaspari. A quienes se han relacionado conmigo a partir de este trabajo, quisiera agradecerles, sabiendo que cada uno de ustedes conoce mi gratitud por la disposicin que tuvieron hacia m, y hacia el trabajo de tesis. Quiero agradecer a Dios que me permiti salir adelante. o A todas aquellas personas tan especiales, que sin su apoyo y sacrificio, este logro no hubiera sido posible o A quienes sin escatimar esfuerzo alguno han sacrificado gran parte de su vida para formarme y educarme o A quienes la ilusin de su vida ha sido convertirme en persona de provecho

o A quienes nunca podr pagar todos los desvelos, ni aun con las riquezas ms grandes del mundo o A quienes siempre estn cerca de m, que vivirn y que morirn junto a m vida. A mis padres Fernando Aguilar Escobar y Elvira Luna Martnez. A mis hermanos Diego, Noem, Vctor Manuel y Maria Fernanda. A mis abuelos Diego Luna Escamilla y Ma. de Jess Martnez Jimnez. A mis familiares Yolanda Luna, Silvia Luna, Guillermo Ramrez A mi novia Maria del Pilar Ortiz Martnez A mis amigos de siempre (Sindicato). Todos ellos motor de mi vida y de mis sueos, a ellos les debo el orgullo de haber estudiado la Carrera de Ingeniera Elctrica. Ellos que me han escuchado minutos interminables, hablar de esta tesis, han vivido la trastienda del trabajo y han sentido casi lo mismo que sent yo, cuando el trabajo pareca que nada lo detena, o cuando todo se desvaneca.

Por esto y todo Gracias.

Luis Miguel Aguilar Luna

Siempre recordare que nuestros colores son el verde y blanco, por que el rojo lo llevo en la sangre.

Agradecimientos

En este espacio tan pequeo pero de gran significado para mis seres queridos quiero Agradecer A mis padres Cesario Gutirrez y Amelia Fernndez A mis hermanos Hugo, Anaid y Omar A mi to Hermelindo, Heriberto y Luis Por el apoyo que me han brindado durante mi vida, ya que sin ellos no hubiese sido posible el haber terminado la carrera de Ingeniera Elctrica. Agradezco a mi nena por todo el apoyo recibido en todo momento, gracias. A mis amigos y compaeros de tesis Luis Miguel Aguilar Luna y Fernando Soriano Atenogenes, ya que sin ellos esta tesis no hubiese existido, gracias. A mis amigos del Sindicato que me facilitaron mis estudios. Finalmente para no dejar a nadie fuera agradezco enormemente a todas las personas que tuvieron algo que ver directa o indirectamente a lo largo de mi vida estudiantil. Atentamente

Erick Gutirrez Fernndez

Ninguna meta es inalcanzable, siempre y cuando pongamos todo el empeo para lograrlo, recordemos que el poder es querer.

Agradecimientos

En este momento el ms solemne de mi vida acadmica deseo expresar mi agradecimiento. A dios por que me dio la sabidura para emprender este camino y siempre me mantuvo con el optimismo de saber que la confianza en si mismo es el primer secreto del xito. Mi familia A mis padres Samuel Soriano Ramos y Lourdes Atenogenes Maya por que a travs del tiempo surgen recuerdos y sentimientos de eterna gratitud por abrirme con singular sacrificio, el camino de la vida. A si mismo a mis hermanos Edgar y Ricardo que siempre me escucharon y tuvieron las palabras mas alentadoras para continuar mi camino. A mi esposa Nancy Elizabeth que me acompaa con abnegacin, paciencia y amor. Mis Amigos A mis compaeros de tesis Luis Miguel Aguilar Luna y Erick Gutirrez Fernndez por haberme apoyado y compartir conmigo la elaboracin de este proyecto. Mi Escuela La ocasin es altamente propicia para expresar igualmente palabras de reconocimiento haca mis maestros y a las autoridades acadmicas. A los primeros, por la formacin alcanzada bajo su direccin y sus singulares ejemplos para enfrentar un rea tan significativa como la ingeniera elctrica y sus preciosos estmulos para legar a los estudiantes slidas bases y mantener en alto el estandarte ESIME Zacatenco del IPN por el cual me siento totalmente orgulloso. Muchas Gracias Atentamente Fernando Soriano AtenogenesRecordemos aquel obrero que levantaba una barda y a quien le preguntaron, Qu estas haciendo?. Y dijo: Estoy levantando una barda. A otro que estaba junto a l le preguntaron lo mismo y dijo: Yo estoy construyendo una catedral.

Esto es precisamente lo que construimos Miguel, Erick y un servidor NUESTRA CATEDRAL.

NDICE INTRODUCCIN OBJETIVOS CAPTULO I TARIFAS ELCTRICAS 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 Tipos de Tarifas Regiones tarifaras en Mxico Tensin de suministro Tarifa OM Tarifa HM Costo ponderado del kWh para tarifa HM 3 6 8 9 10 13 13 15 19 28 29 31 33 35 36 36 37 39 39 41 42 43 45 45 47 48 49 50 51 52 52 52 53 54 58 59 60 62 62 62 63 63 67 68 69

CAPTULO II SISTEMAS DE ILUMINACIN 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 Conceptos y definiciones El ojo humano Factores que influyen en la visin Concepto de luz e iluminacin Fuentes Luminosas 2.5.1 Lmparas incandescentes 2.5.2 Lmparas fluorescentes compactas LFCs 2.5.3 Lmparas fluorescentes lineales 2.5.3.1 Lmparas T12 2.5.3.2 Lmparas T8 de alta eficiencia 2.5.3.3 Lmparas T5 de alta eficiencia 2.5.3.4 Balastros de alta eficiencia Metodologa de evaluacin para la sustitucin de lmparas lineales T12 por T8 2.6.1 Formatos para evaluacin de sistemas de iluminacin fluorescentes lineales T12 y T8 2.6.2 Situacin actual(mtodo de clculo energtico) 2.6.3 Situacin propuesta(mtodo de clculo energtico) 2.6.4 Ahorros de energa elctrica 2.6.5 Niveles de iluminacin

2.6

CAPTULO III APLICACIN DE LA METODOLOGA DE EVALUACIN PARA LA SUSTITUCION DE LMPARAS T12 POR T8 3.1 Originales Jacel S.A. de C.V. 3.1.1 Antecedentes 3.1.2 Medidas de ahorro de energa elctrica 3.1.3 Descripcin del proceso 3.1.4 Situacin actual 3.1.5 Situacin propuesta 3.1.6 Ahorros de energa elctrica 3.1.7 Inversin del proyecto Textiles Liber S.A. de C.V. 3.2.1 Antecedentes 3.2.2 Medidas de ahorro de energa elctrica 3.2.3 Descripcin del proceso 3.2.4 Situacin actual 3.2.5 Situacin propuesta 3.2.6 Ahorros de energa elctrica 3.2.7 Inversin del proyecto

3.2

CAPTULO IV MOTORES ELCTRICOS DE INDUCCIN 4.1 4.2 4.3 Motor elctrico 4.1.1 Elementos que constituye un motor de induccin Principio de funcionamiento Caractersticas de un motor 4.3.1 Velocidad de rotacin de un motor 4.3.2 Par de los motores 4.3.3 Corriente nominal 4.3.4 Eficiencia de un motor 4.3.5 Perdidas de un motor Motor de alta eficiencia Caractersticas de un motor de alta eficiencia Metodologa de evaluacin para la sustitucin de motores de eficiencia estndar por motores de alta eficiencia 4.6.1 Equipo necesario para las mediciones 4.6.2 Formatos para evaluacin de motores elctricos 4.6.3 Procedimiento de clculo energtico 4.6.4 Eficiencias y costo de los motores de AE

71 72 72 73 73 73 74 74 75 76 77 77 79 80 80 82 89

4.4 4.5 4.6

CAPITULO V APLICACIN DE LA METODOLOGA DE EVALUACIN PARA LA SUSTITUCIN DE MOTORES DE EFICIENCIA ESTNDAR POR MOTORES DE ALTA EFICIENCIA 5.1 Forrajera San Antonio S.A. de C.V. 5.1.1 Antecedentes 5.1.2 Medidas de ahorro de energa elctrica 5.1.3 Descripcin del proceso 5.1.4 Situacin actual 5.1.5 Situacin propuesta 5.1.6 Ahorros de energa elctrica Investigacin y Desarrollo Industrial S.A. de C.V. 5.2.1 Antecedentes 5.2.2 Medidas de ahorro de energa elctrica 5.2.3 Descripcin del proceso 5.2.4 Situacin actual 5.2.5 Situacin propuesta 5.2.6 Ahorros de energa elctrica

95 96 96 96 96 98 105 106 145 145 145 146 146 154 155 197 201 204 212 216

5.2

GLOSARIO CONCLUSIONES ANEXOS BIBLIOGRAFA BIBLIOGRAFA DE PAGINAS WEB

INTRODUCCIN

Introduccin

La energa mueve al mundo industrial moderno; sin ella, las fbricas se detendran y economas enteras estaran en crisis. Por tal motivo es importante saber administrarla. Reconocer que la energa elctrica es un insumo que juega un papel importante en los costos de produccin y por tanto en la productividad de las empresas, convierte a los programas de eficiencia energtica, en un elemento clave e indispensable para la competencia en los mercados. La aplicacin de programas de ahorro y uso racional de la energa elctrica, es una de las formas ms eficaces para aumentar la competitividad y productividad del pas, a la par que contribuye a atender con responsabilidad, los problemas del medio ambiente. Despus del sector comercial energtico y de transporte el sector industrial es el consumidor ms importante de energticos en el mbito nacional, que es el rea que se tratara en este trabajo, desde los pequeos talleres hasta las grandes empresas consideran a los energticos como recursos indispensables en sus operaciones. Cabe resaltar que solo las personas que toman decisiones rpidas y efectivas pueden confiar en que sus empresas salgan adelante. La preocupacin por el costo de la energa elctrica se ve reflejada en su creciente inters por instalar sistemas que permitan tener un control de demanda elctrica, una mejor administracin de la energa y eficiencia en la operacin de los mismos. Cada empresa por pequea o grande que sea, representa una oportunidad significativa para optimizar el consumo de energticos, a travs de un sistema supervisor eficaz, logrando una mejor posicin competitiva, provocado por la mejora del ndice energtico y las condiciones de desempeo. Actualmente no es posible imaginar las comodidades de la vida actual sin la presencia de la energa elctrica. Cuando ocurre una falla en el suministro de la energa elctrica y observamos que las fabricas dejan de laborar, el pas para, es cuando comprendemos la gran importancia que tiene hoy en da la energa elctrica. Afortunadamente cada da se encuentra en el mercado equipos ms eficientes, tales como motores de alta eficiencia, compresores ms eficientes, variadores de velocidad, bancos de capacitores, lmparas compactas fluorescentes, balastros electrnicos, sistemas de refrigeracin, ventiladores, sistemas de refrigeracin, sistemas de aire acondicionado etc. Los cuales algunos de ellos son causa de estudio en este trabajo. Y por consiguiente disminuyen paulatinamente los costos de facturacin elctrica, en comparacin con los equipos de eficiencia estndar. Para el desarrollo de proyectos de ahorro de energa elctrica se pueden conseguir apoyos por parte de entidades gubernamentales y no gubernamentales para la aplicacin de medidas de ahorro de energa elctrica y la compra de equipos de alta eficiencia ver anexos, como lo son:

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Introduccin

CONAE Comisin Nacional para el Ahorro de Energa Elctrica PAESE Programa de Ahorro de Energa en el Sector Elctrico FIDE Fideicomiso para el ahorro de la Energa Elctrica Venta de energa elctrica en Mxico ao 2003 en MWhSector Domestico Comercios y Servicios Agropecuario Servicios Pblicos Industria MT Industria AT Total Ventas en MWh 39,861,224 12,807,641 7,337,926 6,148,999 56,874,005 37,354,602 160,384,397

Ventas de energa elctrica a nivel nacional ao 2003INDUSTRIA AT 23% INDUSTRIA MT 35% DOMESTICO 25%

SERVICIOS PUBLICOS 4%

COMERCIOS Y SERVICIOS 8% AGROPECUARIO 5%

Grafica 1 Ventas de energa elctrica en el sector elctrico nacional (CFE y LyFC). Como se puede observar los sectores mas significativos son tres el domestico 25% y el sector industrial en MT y AT 58%, se comprueba lo antes dicho y por lo cual es necesario atacar el sector industrial en donde obtendramos mayor beneficio de aplicar medidas de eficiencia energtica.

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OBJETIVOS

Objetivos

Optimizar el consumo de energa elctrica en el sector industrial, mediante la implementacin de nuevas tecnologas (equipos de alta eficiencia) en equipos elctricos y por consiguiente bajar costos por facturacin elctrica.

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Crear conciencia en los usuarios de los principales sectores productivos del pas industrial, comercios y servicios, que la energa elctrica juega un papel importantsimo en los sistemas de produccin. Por tal motivo es de suma importancia el cuidar tal insumo, que hoy por hoy aplicar sistemas de ahorro de energa elctrica es muy rentable para mejorar los costos de produccin y a la par ayudar a cuidar el medio ambiente. Disear una metodologa prctica de evaluacin de motores elctricos para determinar la rentabilidad de sustituir motores de eficiencia estndar por motores de alta eficiencia. Disear una metodologa prctica de evaluacin de sistemas de iluminacin para determinar la rentabilidad de sustituir lmparas de eficiencia estndar T12 por lmparas de alta eficiencia T8 o T5. Aprender a leer un recibo de energa elctrica en tarifa OM y HM, as como dominar los conceptos que se toman en cuenta para la facturacin elctrica. Conocer la forma de como se cobra la energa elctrica en Mxico, las diferentes tarifas que se aplican en Mxico y las regiones en las cuales se divide el territorio mexicano. Conocer los conceptos utilizados en sistemas de iluminacin. Conocer los diferentes tipos de iluminacin, caractersticas de las lmparas existentes en el mercado. Conocer el funcionamiento, caractersticas y las diferentes partes de un motor elctrico trifsico.

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CAPTULO I TARIFAS ELCTRICAS

Captulo I

Tarifas Elctricas

Objetivos Aprender a leer un recibo de energa elctrica en tarifa OM y HM, Conocer la forma de como se cobra la energa elctrica en Mxico, las diferentes tarifas que se aplican en Mxico, las regiones en las cuales se divide el territorio mexicano, los conceptos que se toman en cuenta para la facturacin elctrica. Introduccin Para poder realizar una comparacin de un equipo instalado contra otro equipo propuesto es importante conocer bajo que tarifa se cobra el suministro elctrico, y sus diferentes conceptos, razn por la cual dedicamos un capitulo a las tarifas elctricas en Mxico. Aunque todas las tarifas son importantes nos enfocaremos a las tarifas industriales tema de este trabajo que comprende las tarifas OM, HM, H-MC, HS, HS-L, HT Y HT-L, en particular a las tarifas OM y HM que con mayor frecuencia se encuentran en la industria. 1.1 Tipos de tarifas en Mxico Domsticas: 1, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F Domsticas de alto consumo: DAC Servicios pblicos: 5, 5-A, 6 Agrcolas: 9, 9M, 9-CU, 9-N Temporal: 7 General en baja tensin: 2, 3 General en media tensin: O-M, H-M, H-MC General en alta tensin: HS, HS-L, HT, HT-L Servicio de respaldo: HM-R, HM-RF, HM-RM, HS-R, HS-RF, HS-RM, HT-R, HTRF, HT-RM Servicio interrumpible: I-15, I-30

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Tabla 1.1 Descripcin de cada tarifa.Tarifa: 1 1-A 1-B 1-C 1-D 1-E 1-F DAC 2 3 5 5-A 6 7 9 9-M O-M H-M H-S H-T H-SL H-TL HM-R HM-RF HM-RM HS-R HS-RF HS-RM HT-R HT-RF HT-RM 1-15 1-30 Aplicacin Servicio domestico Servicio domestico para localidades con temperatura media mnima en verano de 25C Servicio domestico para localidades con temperatura media mnima en verano de 29C Servicio domestico para localidades con temperatura media mnima en verano de 30C Servicio domestico para localidades con temperatura media mnima en verano de 31C Servicio domestico para localidades con temperatura media mnima en verano de 32C Servicio domestico para localidades con temperatura media mnima en verano de 35C Servicio domestico de alto consumo Servicio general hasta 25kW de demanda Servicio general para ms de 25kW de demanda Servicio para alumbrado pblico en las zonas conurbadas del DF, Guadalajara y Monterrey Servicio para alumbrado pblico en el resto del pas (excluyendo DF, Guadalajara y Monterrey) Servicio para bombeo de aguas potables negras, de servicio publico Servicio temporal Servicio para bombeo de agua para riego agrcola en baja tensin Servicio para bombeo de agua para riego agrcola en medio tensin Tarifa ordinaria para servicio general en media tensin con demanda menor a 100kW Tarifa horaria para servicio general en media tensin, con demanda de 100kW o ms Tarifa horaria para servicio general en alta tensin, nivel subtransmisin Tarifa horaria para servicio general en alta tensin, nivel transmisin Tarifa horaria para servicio general en alta tensin, nivel subtransmisin, para larga utilizacin Tarifa horaria para servicio general en alta tensin, nivel transmisin, para larga utilizacin Tarifa horaria para servicio de respaldo para falla y mantenimiento en media tensin Tarifa horaria para servicio de respaldo para falla en media tensin Tarifa horaria para servicio de respaldo para mantenimiento programado en media tensin Tarifa horaria para servicio de respaldo para falla y mantenimiento en alta tensin, nivel subtransmisin Tarifa horaria para servicio de respaldo para falla en alta tensin, nivel subtransmisin Tarifa horaria para servicio de respaldo para mantenimiento programado en alta tensin, nivel subtransmisin Tarifa horaria para servicio de respaldo para falla y mantenimiento en alta tensin, nivel transmisin Tarifa horaria para servicio de respaldo para falla en alta tensin, nivel transmisin Tarifa horaria para servicio de respaldo para mantenimiento programado en alta tensin, nivel transmisin Tarifa para servicio interrumpible, para demanda mxima medida en periodo de punta, semipunta, intermedio o base mayor o igual a 10,000kW Tarifa para servicio interrumpible, para demanda mxima medida en periodo de punta, semipunta, intermedio o base mayor o igual a 20,000kW

1.2 Regiones tarifaras en Mxico Para la aplicacin de los cargos en las tarifas, es necesario conocer las regiones en las cuales se divide el pas, ver la siguiente divisin:

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Regin Baja California Todos los municipios del estado de Baja California. Municipios del estado de Sonora: San Luis Ro Colorado. Regin Baja California Sur Todos los municipios del estado de Baja California Sur. Regin Noroeste Todos los municipios del estado de Sonora, excepto el comprendido en la Regin Baja California. Todos los municipios del estado de Sinaloa. Regin Norte Todos los municipios de los estados de Chihuahua y Durango. Municipios del estado de Zacatecas: Chalchihuites, Jimnez del Tel, Sombrerete, San Alto, Jerez, Juan Aldama, Ro Grande, General Francisco Murgua, Mazapil, Melchor Ocampo. Municipios del estado de Coahuila: Torren, San Pedro de las Colonias, Matamoros, Viesca, Parras de la Fuente, Francisco I. Madero, Ocampo y Sierra Mojada. Regin Noreste Todos los municipios de los estados de Nuevo Len y Tamaulipas. Todos los municipios del estado de Coahuila, excepto los comprendidos en la Regin Norte. Municipios del estado de Zacatecas: Concepcin del Oro y El Salvador. Municipios del estado de San Luis Potos: Venegas, Cedral, Cerritos, Guadal Czar, Ciudad Fernndez, Ri verde, San Ciro de Acosta, Lagunillas, Santa Catarina, Rayn, Crdenas, Aloquines, Ciudad del Maz, Ciudad Valles, Tamazopo, Aquismn, Axtla de Terrazas, Tamazunchale, Huehuetln, Tamun, Tancahuitz, Tan lajas, San Antonio, Coxcatln, Tampamoln, San Vicente Tancuayalab, bano, Xilitla, Tampacn, Tanquin de Escobedo. Municipios del estado de Veracruz: Pnuco, Tempoal, Pueblo Viejo, Tampico Alto, Ozuluama de Mascareas, El Higo, Huayacocotla. Regin Central Todas las delegaciones del Distrito Federal. Municipios del Estado de Mxico: Tultepec, Tultitlan, Ixtapaluca, Chalco de Daz Covarrubias, Huixquilucan de Degollado, San Mateo Atenco, Toluca, Tepotzotln, Santa Cruz Atizapn, Cuautitlan, Coacalco,11

Captulo I

Tarifas Elctricas

Cuautitlan Izcalli, Atizapn de Zaragoza, Tlalnepantla, Naucalpan de Jurez, Ecatepec, Chimalhuacn, San Vicente Chicoloapan, Texcoco, Ciudad Nezahualcyotl, Los Reyes La Paz. Municipios del estado de Morelos: Cuernavaca. Regin Sur Todos los municipios de los estados de: Nayarit, Jalisco, Colima, Michoacn, Aguascalientes, Guanajuato, Quertaro, Hidalgo, Guerrero, Tlaxcala, Puebla, Oaxaca, Chiapas, Tabasco. Todos los municipios de los estados de Zacatecas, San Luis Potos y Veracruz no comprendidos en la Regin Norte o en la Regin Noreste. Todos los municipios de los estados de Mxico y Morelos no comprendidos en la Regin Central. Regin Peninsular Todos los municipios de los estados de Yucatn, Campeche y Quintana Roo. Para la aplicacin de la tarifa nmero 5 del servicio para alumbrado pblico, las zonas conurbadas se encuentran comprendidas por los siguientes municipios: Regin Sinaloa Todos los municipios del estado de Sinaloa. Regin Sonora Todos los municipios del estado de Sonora, excepto el comprendido en la Regin Baja California. Distrito Federal Todas las delegaciones del Distrito Federal. Municipios del Estado de Mxico: Tultepec, Tultitlan, Ixtapaluca, Chalco de Daz Covarrubias, Huixquilucan de Degollado, San Mateo Atenco, Toluca, Tepotzotln, Santa Cruz Atizapn, Cuautitlan, Coacalco, Cuautitlan Izcalli, Atizapn de Zaragoza, Tlalnepantla, Naucalpan de Jurez, Ecatepec, Chimalhuacn, San Vicente Chicoloapan, Texcoco, Nezahualcyotl y Los Reyes La Paz. Municipios del estado de Morelos: Cuernavaca.

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Guadalajara Municipios del estado de Jalisco: Guadalajara, Tonal, Juanacatln, Tlaquepaque, Zapopan, El Salto y Tlajomulco de Ziga. Monterrey Municipios del estado de Nuevo Len: Monterrey, Guadalupe, Santa Catarina, General Escobedo, Apodaca, Jurez, Garca, San Nicols de los Garza y San Pedro Garza Garca. 1.3 Tensin de suministro Baja tensin es el servicio que se suministra en niveles de tensin menores o igual a 1.0 kV. Media tensin es el servicio que se suministra en niveles de tensin mayores a 1.0 kV, pero menores e igual a 35 kV. Alta tensin a nivel subtransmisin es el servicio que se suministra en niveles de tensin mayores a 35 kV, pero menores e igual a 220 kV. Alta tensin a nivel transmisin es el servicio que se suministra en niveles de tensin mayores a 220 kV. 1.4 Tarifa OM Esta tarifa se aplicar a los servicios que destinen la energa a cualquier uso, suministrados en media tensin, con una demanda menor a 100 kW. Contempla un periodo de facturacin de aproximadamente 30 das y se calcula de la siguiente manera: a. b. c. d. e. Cfacturable = Cactual Canterior Consumo promedio diario = Cfacturable / 30 das Cargo por demanda mxima medida = Dfacturable X $kW Cargo por consumo = Cfacturable X $kWh Cargo por medicin en baja tensin = (Cargo por demanda mxima medida + Cargo por consumo) X 0.02 f. Aplicar porcentaje por recargo o bonificacin de factor de potencia13

Captulo I

Tarifas Elctricas

Porcentaje de recargo = 3/5 X ((90/FP)-1) x 100; cuando el FP es menor del 90% hasta un porcentaje de recargo de 120% Porcentaje de bonificacin = X (1-(90/FP)) X 100; cuando el FP es mayor de 90% hasta un porcentaje de bonificacin de 2.5% g. Subtotal de facturacin = Cargo por consumo + Cargo por demanda mxima medida + Cargo por medicin en baja tensin + Recargo o bonificacin por factor de potencia + Cargo por DPA, cuando es el caso h. Se agrega el IVA 15% i. Facturacin total = subtotal de facturacin + IVA Tabla 1.4 Tarifa OM cuotas aplicables durante el ao de 2004.Regin Baja California Baja California Sur Central Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh Cargos $kW $kWh ene 69.24 0.53 ene 75.34 0.641 ene 86.45 0.645 ene 79.48 0.601 ene 77.16 0.588 ene 79.81 0.602 ene 89.23 0.649 ene 86.45 0.623 feb 70.2 0.537 feb 76.38 0.65 feb 87.64 0.654 feb 80.58 0.609 feb 78.22 0.596 feb 80.91 0.61 feb 90.46 0.658 feb 87.64 0.632 mar 70.54 0.54 mar 76.75 0.653 mar 88.06 0.657 mar 80.97 0.612 mar 78.6 0.599 mar 81.3 0.613 mar 90.89 0.661 mar 88.06 0.635 abr 72.37 0.554 abr(3) 78.75 0.67 abr 90.35 0.674 abr 83.08 0.628 abr 80.64 0.615 abr 83.41 0.629 abr 93.25 0.678 abr 90.35 0.652 may 83.78 0.706 abr(4) 88.46 0.907 mayo 94.79 0.707 may 87.16 0.659 may(7) 84.6 0.645 may 87.51 0.66 may 97.83 0.711 may 94.79 0.684 jun 86.37 0.728 may 92.8 0.952 jun 97.72 0.729 jun 89.85 0.679 may(8) 101.45 0.697 jun 90.21 0.680 jun 100.85 0.733 jun 97.72 0.705 jul 88.74 0.748 jun 95.67 0.981 jul 100.40 0.749 jul 92.31 0.698 jun 104.58 0.719 jul 92.68 0.699 jul 103.61 0.753 jul 100.40 0.724 ago 90.38 0.762 jul 98.29 1.008 ago 102.26 0.763 ago 94.02 0.711 jul 107.45 0.739 ago 94.39 0.712 ago 105.53 0.767 ago 102.26 0.737 sep 92.10 0.776 ago 100.11 1.027 sep 104.20 0.777 sep 95.81 0.725 ago 109.44 0.753 sep 96.18 0.726 sep 107.54 0.782 sep 104.20 0.751 oct ----sep 102.01 1.047 oct ----oct ----sep 111.52 0.767 oct ----oct ----oct -----

Noreste

Noroeste

Norte

Peninsular

Sur

Hay que aclarar que esta tarifa tiene cargos distintos, segn la temporada de verano y fuera de verano, en las regiones Baja California, Baja California Sur y Noroeste. Verano Regin Baja California: del 1 de mayo al sbado anterior al ltimo domingo de octubre. Regin Baja California Sur: del primer domingo de abril al sbado anterior al ltimo domingo de octubre. Noroeste: del 16 de mayo al sbado anterior al ltimo domingo de octubre.14

Captulo I

Tarifas Elctricas

Fuera de verano Regin Baja California: del ltimo domingo de octubre al 30 de abril. Regin Baja California Sur: del ltimo domingo de octubre al sbado anterior al primer domingo de abril. Regin Noroeste: del ltimo domingo de octubre al 15 de mayo. 1.5 Tarifa HM Esta tarifa se aplicar a los servicios que destinen la energa a cualquier uso, suministrados en media tensin, con una demanda de 100 kW o ms. Y resaltar que es una de las tarifas mas comunes en el pas debido a que generalmente la utilizan las empresas medianas a grandes. El procedimiento mas completo para determinar el costo de la energa elctrica en la tarifa HM es el siguiente: Esta tarifa contempla un periodo de facturacin de aproximadamente 30 das y se calcula de la siguiente manera: a. Demanda facturable b. Cargo por demanda mxima medida = Dfacturable x $kW c. Cargo por consumo en los tres diferentes horarios $CB = CB x $kWhB $CI = CI x $kWhI $CP = CP x $kWhP $CT = $CB + $CI + $CP d. Aplicar porcentaje por recargo o bonificacin de factor de potencia Porcentaje de recargo = 3/5 X ((90/FP)-1) x 100; cuando el FP es menor del 90% hasta un porcentaje de recargo de 120% Porcentaje de bonificacin = X (1-(90/FP)) X 100; cuando el FP es mayor de 90% hasta un porcentaje de bonificacin de 2.5% e. Subtotal por facturacin = Cargo por consumo + Cargo por demanda mxima medida Recargo o bonificacin por factor de potencia f. Se agrega el IVA 15% g. Facturacin total = Subtotal por facturacin + IVA Para fines de este trabajo aplicaremos el siguiente procedimiento solamente para obtener el monto de la energa elctrica a la tarifa HM debido a que es la tarifa ms comn para la mediana y gran industria.

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Tabla 1.5 Tarifa HM cuotas aplicables para el ao de 2004 con costo ponderado al mes de septiembre.Regin Baja California Cargos ene 129.21 $kW $kWhpunta 1.7659 0.4886 $kWinter 0.3841 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 124.16 $kW $kWhpunta 1.4171 0.6783 $kWinter 0.4802 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 89.57 $kW $kWhpunta 1.6923 0.5414 $kWinter 0.4522 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 82.34 $kW $kWhpunta 1.5632 0.5027 $kWinter 0.4118 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 155.53 $kW $kWhpunta 1.4982 0.5367 $kWinter 0.4315 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 82.75 $kW $kWhpunta 1.5744 0.5076 $kWinter 0.413 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 92.52 $kW $kWhpunta 1.7704 0.5671 $kWinter 0.4351 $kWhbase $kWhponderado(Ener) Cargos ene 89.57 $kW $kWhpunta 1.6574 0.5178 $kWinter 0.4303 $kWhbase $kWhponderado(Ener) feb130.99 1.7903 0.4953 0.3894

mar131.62 1.7989 0.4977 0.3913

abr135.04 1.8457 0.5106 0.4015

may141.67 1.9363 0.5357 0.4212

jun146.05 1.9961 0.5523 0.4342

jul150.05 2.0508 0.5674 0.4461

ago152.83 2.0887 0.5779 0.4544

sep155.73 2.2184 0.5889 0.4630

0.6799 feb125.87 1.4367 0.6877 0.4868

mar126.47 1.4436 0.691 0.4891

abr129.76 1.4811 0.709 0.5018

may136.13 1.5538 0.7438 0.5264

jun140.34 1.6018 0.7668 0.5427

jul144.19 1.6457 0.7878 0.5576

ago146.86 0.6761 0.8024 0.5679

sep149.65 1.7079 0.8176 0.5787

Baja California Sur

0.8907 feb90.81 1.7157 0.5489 0.4584

mar91.25 1.7239 0.5515 0.4606

abr93.62 1.7687 0.5658 0.4726

may98.22 1.8555 0.5936 0.4958

jun101.25 1.9128 0.6119 0.5111

jul104.02 1.9652 0.6287 0.5251

ago105.94 2.0016 0.6403 0.5348

sep107.95 2.0396 0.6525 0.5450

Central

0.7391 feb83.48 1.5848 0.5096 0.4175

mar83.88 1.5924 0.512 0.4195

abr86.06 1.6338 0.5253 0.4304

may90.29 1.714 0.5511 0.4515

jun93.08 1.7670 0.5681 0.4655

jul95.63 1.8154 0.5837 0.4783

ago97.40 1.8490 0.5945 0.4871

sep99.25 1.8841 0.6058 0.4964

Noreste

feb157.68 1.5189 0.5441 0.4375

mar158.44 1.5262 0.5467 0.4396

abr162.56 1.5659 0.5609 0.451

may170.54 1.6428 0.5884 0.4731

jun175.81 1.6936 0.6066 0.4877

jul180.63 1.7400 0.6232 0.5011

ago183.97 1.7722 0.6347 0.5104

0.6821 Sep187.47 1.8059 0.6468 0.5201

Noroeste

0.7007 feb83.89 1.5961 0.5146 0.4187

mar84.29 1.6038 0.5171 0.4207

abr86.48 1.6455 0.5305 0.4316

may90.73 1.7263 0.5565 0.4528

jun93.53 1.7796 0.5737 0.4668

jul96.09 1.8284 0.5894 0.4796

ago97.87 1.8622 0.6003 0.4885

sep99.73 1.8976 0.6117 0.4978

Norte

0.6871 feb93.8 1.7948 0.5749 0.4411

mar94.25 1.8034 0.5777 0.4432

abr96.7 1.8503 0.5927 0.4547

may101.45 1.9411 0.6218 0.477

jun104.58 2.0110 0.6410 0.4917

jul107.45 2.0559 0.6586 0.5052

ago109.44 2.0939 0.6708 0.5145

sep111.52 2.1337 0.6835 0.5243

Peninsular

0.7406 feb90.81 1.6803 0.5249 0.4362

mar91.25 1.6884 0.5274 0.4383

abr93.62 1.7323 0.5411 0.4497

may98.22 1.8174 0.5677 0.4718

jun101.25 1.8736 0.5852 0.4864

jul104.02 1.9249 0.6012 0.4997

ago105.94 1.9605 0.6123 0.5089

sep107.95 1.9977 0.6239 0.5186

Sur

0.7100

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Ejemplo: Se tiene el recibo de energa elctrica de la empresa Hilaturas Lomatex, S.A. de C.V., ver figura 1.5 ubicada en Av. Mina 67 A, Col. San Miguel el Alto, Guadalajara, Jalisco. La cual tiene un servicio de energa elctrica tipo HM, regin Sur. Periodo facturable: 31 mar al 30 abr La demanda facturable es de 982 kW Factor de potencia = 89.39 El consumo facturable se describe en el recibo de energa elctrica ver figura 1.5 El precio para cada uno de los conceptos de acuerdo al mes, tipo de tarifa y regin son: ver tabla 1.5 Cargo por demanda mxima medida = Dfacturable x $kW = 982 x 93.62 = $91,934.84 Cargo por consumo en los tres diferentes horarios $CB = CB x $kWhB = 0.4497 x 145,250 = $65,318.93 $CI = CI x $kWhI = 0.5411 x 262,500 = $142,038.75 $CP = CP x $kWhP = 1.7323 x 31,220= $54,082.41 $CT = $CB + $CB + $CB = $65,318.93 + $142,038.75 + $54,082.41 = $261,440.09 Aplicar porcentaje por recargo o bonificacin de factor de potencia 89.39 Porcentaje de recargo = 3/5 x ((90/FP)-1) x 100 = 3/5 x ((90/89.39)-1) x 100 = 0.41 % Cargo por recargo = 0.0041 x $353,374.93 = $1,448.84 Subtotal por facturacin = Cargo por consumo + Cargo por demanda mxima medida Recargo por factor de potencia = $91,934.84 + $261,440.09 + $1,448.84 = $354,823.77 IVA = 0.15 x $354,823.77 = $53,223.57 Facturacin total = Subtotal por facturacin + IVA = $354,823.77 + $53,223.57 = $408,047.34 Podrn notar que hay una pequea variacin en el monto que marca el recibo con el que obtuvimos de $31.73, es una diferencia mnima, lo cual nos da una idea de que la compaa suministradora esta cobrando lo correcto, es decir, que no cobra un monto mayor por el servicio.

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Captulo I

Tarifas Elctricas

$542,400.53

$524,400.00

$408,079.07

$408,079.00 13 MAY 04 90 DX 02 E 01 100 0010

12 MAY 04 HILATURAS LOMATEX, S.A. MINA 67 A SAN MIGUEL DEL ALTO, CENTRO SAN MIGUEL DEL ALTO, JAL. 31 MAR 04 a 30 ABR 04 OFA157 RFC-0000000000000

449 811 100 4011100 1100 HM 700

145,250 262,500 31,220 1,061 1,044 971 220,360 89.39

1200 1000 800 600 400 200 0 A A M J Base J A S O O N D E F M A A Intermedia Punta

kW 145,250 262,500 31,220 982 0.44970 0.54110 1.73230 ABR 03 ABR 03 MAY 03 JUN 03 JUL 03 AGO 03 SEP 03 OCT 03 OCT 03 NOV 03 DIC 03 ENE 04 FEB 04 MAR 04 ABR 04

Cargo por Energa Cargo por Demanda Cargo por factor de Potencia Subtotal IVA Facturacin del Periodo Adeudo Anterior Su pago Total

261,440.08 91,952.27 1,459.02 354,851.37 53,227.70 408,079.07 542,400.53 542,400.00 408,079.07

939 812 911 997 1,015 1,047 1,027 1,013 956 1,059 1,033 964 1,077 1,025 858

487,991 374,470 514,437 592,130 623,146 587,990 635,994 601,990 577,943 650,690 601,590 500,491 599,792 633,890 489,395

90.36 92.96 91.62 88.59 86.76 86.45 87.41 88.21 88.19 87.89 00.04 89.70 89.77 90.90 89.24

78 54 72 78 79 79 67 78 79 77 81 72 72 71 79

0.0000 0.0000 0.7237 0.7193 0.7004 0.6728 0.7088 0.0000 0.0000 0.7974 0.3618 0.8053 0.8203 0.8197 0.8168

01 MAY 04, TEPATITLAN, JALISCO (CUTROCIENTOS OCHO MIL SETENTA Y NUEVE PESOS 60/100 M.N.)

>> Uso superior al 90 % significa bonificacin. Le sugerimos vigilar su factor de potencia (FP %) >> Gracias por su pago efectuado el 12 ABR 04 por $542,400.00 >> Nos transformamos para servirle mejor >> El valor de la informacin. Censos econmicos 2004

Figura 1.5 Recibo de energa elctrica Hilaturas Lomatex, S.A. de C.V.18

Captulo I

Tarifas Elctricas

1.6 Costo Ponderado del kWh para Tarifa HM Otra manera ms prctica de calcular el costo de la energa elctrica es el costo ponderado del kWh que es bsico para la industria. Pues conocer el precio exacto de funcionamiento de los sistemas que conforman a una empresa en su conjunto sera un procedimiento muy largo y poco prctico puesto que el costo del kWh real depende del uso horario, de la zona de consumo, de las horas en punta, intermedia y base, del costo de cada hora punta, base e intermedia, del tipo de tarifa contratada, etc. El clculo del costo ponderado del kWh es muy sencillo, pues solo requiere de dos fuentes de informacin para realizarlo: 1. Los datos del calendario y la regin donde se encuentra ubicada la empresa 2. Datos propios de facturacin o bien de CFE y LyFC los cuales se pueden consultar en su pgina electrnica de Internet: www.cfe.gob.mx En esta seccin se presenta el procedimiento para determinar el costo ponderado del kWh en tarifa HM por ser la ms comn, sin embargo, el procedimiento se puede aplicar a cualquier tarifa horaria. Cabe aclarar que este valor tendr mayor precisin entre ms horas del ao opere la empresa bajo anlisis, ya que para usuarios que operan con un turno el error puede ser considerable. El procedimiento de clculo es el siguiente, se tendr que identificar la regin donde se encuentra el usuario de acuerdo a la informacin de la facturacin, ver regiones tarifaras Mxico. El siguiente paso es clasificar los meses pertenecientes al horario de verano e invierno correspondientes a la zona en que se encuentra el usuario, de acuerdo a la informacin de CFE ver tablas 1.6.2. Se cuentan los domingos y das festivos (D-F), los sbados (S) y los das hbiles de lunes a viernes (L-V) para cada uso horario.

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Ejemplo: Para la regin SurCALENDARI0 2004 REGION CENTRO, NORESTE, NORTE Y SUR ENERO D 4 11 18 25 L 5 12 19 26 M 6 13 20 27 M 7 14 21 28 ABRIL D 4 11 18 25 L 5 12 19 26 M 6 13 20 27 M 7 14 21 28 J 1 8 15 22 29 V 2 9 16 23 30 S 3 10 17 24 2 9 16 23 30 JULIO D 4 11 18 25 L 5 12 19 26 M 6 13 20 27 M 7 14 21 28 J 1 8 15 22 29 V 2 9 16 23 30 S 3 10 17 24 31 D 1 8 15 22 29 L 2 9 16 23 30 M 3 10 17 24 31 NOVIEMBRE V 1 3 10 17 24 31 VERANO INVIERNO DIAS FESTIVOS 4 11 18 25 5 12 19 26 6 13 20 27 7 14 21 28 8 15 22 29 S 2 9 16 23 30 7 14 21 28 D L 1 8 15 22 29 M 2 9 16 23 30 M 3 10 17 24 J 4 11 18 25 V 5 12 19 26 S 6 13 20 27 5 12 19 26 6 13 20 27 7 14 21 28 D L 3 10 17 24 31 AGOSTO M 4 11 18 25 J 5 12 19 26 V 6 13 20 27 S 7 14 21 28 5 12 19 26 6 13 20 27 7 14 21 28 D L SEPTIEMBRE M M 1 8 15 22 29 J 2 9 16 23 30 V 3 10 17 24 S 4 11 18 25 4 11 18 25 5 12 19 26 6 13 20 27 7 14 21 28 D L M J 1 8 15 22 29 V 2 9 16 23 30 S 3 10 17 24 31 D 1 8 15 22 29 MAYO M J V S 1 8 15 22 29 6 13 20 27 7 14 21 28 D L M 1 8 15 22 29 L 2 9 16 23 FEBRERO M 3 10 17 24 M 4 11 18 25 J 5 12 19 26 V 6 13 20 27 S 7 14 21 28 7 14 21 28 D L 1 8 15 22 29 M 2 9 16 23 30 MARZO M 3 10 17 24 31 JUNIO M 2 9 16 23 30 J 3 10 17 24 V 4 11 18 25 S 5 12 19 26 J 4 11 18 25 V 5 12 19 26 S 6 13 20 27

OCTUBRE D L M M J

DICIEMBRE M M 1 8 15 22 29 J 2 9 16 23 30 V 3 10 17 24 31 S 4 11 18 25

Figura 1.6 Calendario 2004 regin centro, noroeste, norte y sur. Tabla 1.6.1 Das durante el ao por periodo tarifa HM, Regin SurRegin Central, Noroeste, Norte y Sur Periodo Verano Invierno Das durante el 2003 L-V 149 111 S 29 19 D-F 32 26 Sub-total 210 156 Total 366

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Captulo I

Tarifas Elctricas

De los datos de CFE se necesita saber cuntas horas corresponden a horario base, intermedia y punta, para periodo de verano e invierno respectivamente.Tablas 1.6.2 Meses pertenecientes a horario de verano e invierno para cada una de las regiones tarifaras, al igual que las horas por coda horarios segn el da.BAJA CALIFORNIADel 1 de Mayo, al Sbado anterior al ltimo domingo de Octubre V E R A N O

Da de la Semana Lunes a Viernes Sbado Domingos y Festivos Lunes a Viernes Sbado Domingos y Festivos

Base

Intermedia 0:00-12:00 18:00-24:00 0:00- 24:00 0:00-24:00

Punta 12:00-18:00

I N V I E R N O

Del ltimo Domingo de Octubre al 30 de Abril

0.00-17.00 22.00-24.00 0.00-18.00 21.00-24.00 0.00-24.00

17.00-22.00 18.00-21.00

BAJA CALIFORNIA SURDel primer Domingo de Abril, al Sbado anterior al ltimo Domingo de Octubre V E R A N O


Base

Intermedia 0.00-12.00 22.00-24.00 0.00-19.00 22.00-24.00 0.00-24.00

Punta 12.00-22.00 19.00-22.00

I N V I E R N O

Del ltimo Domingo de Octubre, al Sbado anterior al primer Domingo de Abril

0.00-18.00 22.00-24.00 0.00-18.00 21.00-24.00 0.00-19.00 21.00-24.00

18.00-22.00 18.00-21.00 19.00-21.00

CENTRAL, NORESTE, NORTE Y SURDel primer Domingo de Abril, al Sbado anterior al ltimo Domingo de Octubre V E R A N O


Base 0.00-6.00 0.00-7.00 0.00-19.00

Intermedia 6.00-20.00 22.00-24.00 7.00-24.00 19.00-24.00 6.00-18.00 22.00-24.00 8.00-19.00 21.00-24.00 18.00-24.00

Punta 20.00-22.00

I N V I E R N O


0.00-6.00 0.00-8.00 0.00-18.00

18.00-22.00 19.00-21.00

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Captulo INOROESTEDel 16 de Mayo, al Sbado anterior al ltimo Domingo de Octubre V E R A N O

Tarifas Elctricas


Base

Intermedia 0.00-13.00 17.00-20.00 23.00-24.00 0.00-24.00 0.00-24.00

Punta 13.00-17.00 20.00-23.00

I N V I E R N O

Del ltimo Domingo de Octubre al 15 de mayo

0.00-17.00 22.00-24.00 0.00-18.00 22.00-24.00 0.00-19.00 21.00-24.00

17.00-22.00 18.00-22.00 19:00-21:00

PENINSULARDel primer Domingo de Abril, al Sbado anterior al ltimo Domingo de Octubre V E R A N OI N V I E R N O


Base 0.00-8.00 0.00-9.00 0.00-18.00 0.00-9.00 23.00-24.00 0.00-17.00 0.00-18.00 23.00-24.00

Intermedia 8.00-19.00 22.00-24.00 9.00-24.00 18.00-24.00 9.00-18.00 21.00-23:00 17.00-24.00 18.00-23.00

Punta 19.00-22.00


18.00-21.00

Continuando con el ejemplo para la regin Sur. Tabla 1.6.3 Horas al da por horario, tarifa HM, Regin Sur.Horas al da por horario Regin Central, Noroeste, Norte y Sur Periodo L-V Verano Invierno 6 6 Base S 7 8 D-F 19 18 L-V 16 14 Intermedio S 17 14 D-F 5 6 L-V 2 4

PuntaS 0 2 D-F 0 0

El nmero de das de cada periodo se multiplica por el nmero de horas al da de cada horario, para determinar cuntas horas del ao corresponden a horario punta, intermedia, y base. Tabla 1.6.4 Horas totales base por periodo tarifa HM, Regin Surhorario Das L-V Horas al da 6 7 19 6 8 18 Das 149 29 32 111 19 26 Horas por periodo 894 203 608 666 152 468 2991

Base

Verano

S D-F L-V

Invierno

S D-F Total base

22

Captulo I

Tarifas Elctricas

Tabla 1.6.5 Horas totales intermedio por periodo tarifa HM, Regin Sur

Horario

Das L-V

Horas al da 16 17 5 14 14 6

Das 149 29 32 111 19 26

Horas por periodo 2384 493 160 1554 266 156 5013

Intermedio

Verano

S D-F L-V

Invierno

S D-F

Total intermedio

Tabla 1.6.6 Horas totales punta por periodo tarifa HM, Regin Sur

Horario

Das L-V

Horas al da 2 0 0 4 2 0

Das 149 29 32 111 19 26

Horas por periodo 298 0 0 444 38 0 780

Punta

Verano

S D-F L-V

Invierno Total punta

S D-F

El siguiente paso es determinar la fraccin de horas base, intermedia y punta que existen en el ao, tomando en consideracin 8,784 horas para el ao 2004 (366 das).2,991 = 0.3405 8,784

Fraccin horario base =

Fraccin horario intermedio =

5,013 = 0.5707 8,784

Fraccin horario punta =

780 = 0.0888 8,784

Obteniendo el costo de la electricidad para el mes deseado y la regin como se muestra a continuacin:23

Captulo I

Tarifas Elctricas

Tabla 1.6.7 Cuotas aplicables tarifa HM, Regin Sur Septiembre 2004 $kWhPunta $kWhIntermedio $kWhBase 1.9977 0.6239 0.5186

Regin Sur

$kW 107.95

Finalmente el costo ponderado del kWh se obtiene de la siguiente manera: + (Fraccin ) $ = (Fraccinbase ) $ kWh + (Fraccinintermedia ) $ kWh punta base intermedia kWhpunta

$

kWhponderado

Sustituyendo los valores anteriores se tiene:$ = (0.3405 )(0.5186 ) + (0.5707 )(0.6239 ) + (0.0888 )(1.9977 ) = 0.7100

kWh ponderado

El valor de 0.7100$/kWh se podr utilizar en los clculos de ahorro econmico en cualquier tipo de proyecto. A manera de referencia se proporcionan los datos para el resto de las regiones del pas. Tabla 1.6.8 Das durante el 2004 para cada una de las regiones, tarifa HMDas durante el 2004 L-V 129 131 149 111 149 111 119 141 149 111 S 26 23 29 19 29 19 24 25 29 20 D-F 28 29 32 26 32 26 25 32 32 25 Sub-total 183 183 210 156 210 156 168 198 210 156 Total 366 366 366 366 366

Regin Baja California Baja California Sur Central, Noreste, Norte y Sur Noroeste Peninsular

Periodo Verano Invierno Verano Invierno Verano Invierno Verano Invierno Verano Invierno

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Tabla 1.6.9 Horas al da por horario, para cada una de las regiones, tarifa HMhoras al da por horario regin periodo L-V Baja California Baja California Sur Central, Noreste, Norte y Sur Noroeste Peninsular Verano Invierno Verano Invierno Verano Invierno Verano Invierno Verano Invierno 0 19 0 20 6 6 0 19 8 10 base S 0 21 0 21 7 8 0 20 9 17 D-F 0 24 0 22 19 18 0 22 18 19 L-V 18 5 14 4 16 14 17 5 13 11 intermedio S 24 3 21 3 17 14 24 4 15 7 D-F 24 0 24 2 5 6 24 2 6 5 L-V 6 0 10 0 2 4 7 0 3 3

puntaS 0 0 3 0 0 2 0 0 0 0 D-F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Tabla 1.6.10 Horas totales base por periodo para cada una de las regiones, tarifa HMRegin Pe rio doV I V I V I V I V I

Horas periodo por das BaseL-V 0 2489 0 2220 894 666 0 2679 1192 1110 S 0 483 0 399 203 152 0 500 261 340 D-F 0 696 0 572 608 468 0 704 576 475 Subtotal 0 3668 0 3191 1705 1286 0 3883 2029 1925 L-V 2322 655 2086 444 2384 1554 2023 705 1937 1221

IntermedioS 624 69 609 57 493 266 576 100 435 140 D-F 672 0 768 52 160 156 600 64 192 125 Subtotal 3618 724 3463 553 3037 1976 3199 869 2564 1486 L-V 774 0 1490 0 298 444 833 0 447 333 S 0 0 87 0 0 38 0 0 0 0

PuntaD-F 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Subtotal 774 0 1577 0 298 482 833 0 447 333

Baja California Baja California Sur Central, Noreste, Norte y Sur Noroeste Peninsular

De esta forma se obtiene la fraccin de horas al ao de cada horario para cada regin del pas.Tabla 1.6.11 Horas por periodo y fracciones para cada una de las regiones, tarifa HMRegin Baja California Baja California Sur Central, Noreste, Norte y Sur Noroeste Peninsular 3668 3191 2991 3883 3954 Fraccin de horarios al ao Base 41.76% 36.33% 34.05% 44.21% 45.01% Intermedio 4342 4016 5013 4068 4050 49.43% 45.72% 57.07% 46.31% 46.11% 774 1577 780 833 780 Punta 8.81% 17.95% 8.88% 9.48% 8.88%

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Con estos porcentajes se puede determinar el costo ponderado de la energa elctrica para las diferentes regiones y el mes en cuestin, ver tabla 1.5 precio ponderado para el de septiembre segn regin tarifara. Una vez que obtenemos el costo ponderado el procedimiento de clculo es el siguiente. Tomamos los datos de Hilaturas Lomatex, S.A. de C.V. ver figura 1.4 a. Demanda facturable b. Cargo por demanda mxima medida = Dfacturable x $kW c. Cargo por consumo en los tres diferentes horarios $CT = CB x $kWhPonderado d. Aplicar porcentaje por recargo o bonificacin de factor de potencia Porcentaje de recargo = 3/5 X ((90/FP)-1) x 100; cuando el FP es menor del 90% hasta un porcentaje de recargo de 120% Porcentaje de bonificacin = X (1-(90/FP)) X 100; cuando el FP es mayor de 90% hasta un porcentaje de bonificacin de 2.5% e. Subtotal por facturacin = Cargo por consumo + Cargo por demanda mxima medida f. Se agrega el IVA 15% g. Facturacin total = Subtotal por facturacin + IVA Hilaturas Lomatex, S.A. de C.V. Tarifa HM Regin sur Periodo facturable: 31 mar al 30 abr La demanda facturable es de 982 kW Factor de potencia = 89.39 El consumo facturable segn el horario es el siguiente Consumo total = 145,250 + 262,500 + 31,220 = 438,970 kWh El precio ponderado para el mes de abril $kW = $ 93.62 $kWhPonderado = $ 0.6158 Cargo por demanda mxima medida = Dfacturable x $kW = 982 x 93.62 = $91,934.84

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Captulo I

Tarifas Elctricas

Cargo por consumo en los tres diferentes horarios $CPonderado = kWhT x $kWhPonderado = 438970 x $0.6158 = $270,317.73 Aplicar porcentaje por recargo o bonificacin de factor de potencia 89.39 Porcentaje de recargo = 3/5 x ((90/FP)-1) x 100 = 3/5 x ((90/89.39)-1) x 100 = 0.41 % Cargo por recargo = 0.0041 x $362,252.57 = $1,485.24 Subtotal por facturacin = Cargo por consumo + Cargo por demanda mxima medida Recargo por factor de potencia = $91,934.84 + $270,317.73 + $1,485.24 = $363,737.81 IVA = 0.15 x $354,823.77 = $54,560.67 Facturacin total = Subtotal por facturacin + IVA = $363,737.81 + $54,560.67 = $418,298.48 Notamos una diferencia un poco amplia entre el monto del recibo de energa elctrica y el que se obtuvo por precio ponderado equivalente al 2.5%, una diferencia aceptable, teniendo en cuenta que este mtodo se aplica cuando no se conocen las horas que realmente se utiliza un equipo en particular en sus diferentes horarios (base, intermedio y punta). Tenemos que aclaran que para fines prcticos de calcular el monto de energa elctrica en el capitulo de Motores e Iluminacin no se toma en cuenta el concepto recargo o bonificacin por factor de potencia, pero en este caso para hacer el capitulo didctico se tomaron en cuenta todos los conceptos de facturacin de la compaa suministradora de energa elctrica.

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CAPTULO II SISTEMAS DE ILUMINACIN

Captulo II

Sistemas de Iluminacin

Objetivos Conocer los conceptos utilizados en sistemas de iluminacin, los diferentes tipos de iluminacin, caractersticas de las lmparas existentes en el mercado, El por que es importante sustituir lmparas de eficiencia estndar T12 por lmparas de alta eficiencia T8 o T5. Introduccin Cuando se habla de iluminacin se pudiera pensar en algo fcil, como es encender una lmpara, pero esto no es suficiente ya que se necesitan niveles mnimos de iluminacin para cada uso especfico, razn por la cual es necesario conocer diferentes tipos de lmparas. La seleccin adecuada del sistema de iluminacin es de vital importancia debido a dos aspectos, la existencia del sistema y el mantenimiento del mismo. En estudios realizados se ha demostrado la existencia de una relacin entre los niveles de iluminacin y la productividad de la gente siendo necesario cuantificar la cantidad mnima requerida de iluminacin para cada rea de trabajo sin afectar la productividad y no desperdiciando energa. Gran cantidad de tipo de luminarias que existen en el mercado se agrupan en tres categoras bsicas, incandescentes, fluorescentes y alta intensidad de descarga, en este caso solo trataremos las lmparas fluorescentes lineales tipo T-8. 2.1 Conceptos y definiciones Absorcin: Es la particularidad que tienen los materiales de transformar parcial o totalmente energa luminosa que incide sobre ellos en otra forma de energa. Acometida: Proceso por el cual el ojo cambia de foco, al variar la distancia del objeto observado. Adaptacin: Proceso por el cual el sistema visual se acostumbra a una, mayor o menor cantidad de luz o luz de color diferente. Ello resulta en un cambio de la sensibilidad del ojo a la luz. Balastro: Dispositivo electromagntico o elctrico usado para operar lmparas elctricas de descarga. Sirve para proporcionar a estas las condiciones de operacin necesarias como son: tensin, corriente y forma de onda. Factor de Balastro: Relacin de flujo luminoso emitido por una lmpara la cual es operada por un balastro convencional entre el flujo luminoso emitido por una misma lmpara cuando esta es operada por un balastro patrn.29

Captulo II


Cavidad de Techo: La cavidad formada por el paredes entre estos dos planos.

techo, el plano del luminario y las

Cavidad de Cuarto: La cavidad formada por el plano de luminarios, el plano de trabajo en las paredes entre estos dos planos. Cavidad de Piso: La cavidad formada por el plano de trabajo, el piso y las paredes. Componente Indirecta: Porcin del flujo luminoso que llega al plano de trabajo despus de ser reflejado por las superficies del cuarto. Curva de Distribucin: Es la distribucin grafica del comportamiento de la potencia luminosa emitida por un luminario. Se representa en coordenadas polares y los valores estn dados en candelas. Curvas Isocandela: Es la mejor representacin de las variaciones luminosas de un haz irregular. Las curvas representadas en puntos de igual potencia luminosa y estos son el resultado de un gran nmero de lecturas de intensidad luminosa en diferentes puntos. Eficacia Luminosa (de una lmpara): Relacin del flujo luminoso total emitido en lmenes por lmpara entre la potencia elctrica consumida por la misma, su unidad esta dada en: lmenes / watt. Factor de Depreciacin de los lmenes de la lmpara (LLD): Es la perdida de la emisin luminosa (lmenes), emitidos por la lmpara debido al uso normal de operacin. Flujo Luminoso (LUMEN): Es la energa radiante en forma de luz emitida por una fuente luminosa en la unidad de tiempo (segundo), su unidad es el lumen (lm). Fuente Luminosa: Es toda materia, objeto o dispositivo en que parte de la energa radiante que emite, cae dentro de los limites visibles del espectro electromagntico. Intensidad de Iluminacin (E): Es la densidad de flujo luminoso sobre una superficie (E = F/S), y es directamente proporcional al cuadrado de la distancia. Su unidad es el lux (E = I/d2), el cual tiene un valor correspondiente de distribuir el flujo de un lumen sobre una superficie de 1m2. Lmpara: Dispositivo que transforma la energa elctrica en energa luminosa. Lente: Elemento de vidrio o plstico utilizado en luminarios para cambiar la deteccin y controlar la distribucin de los rayos luminosos. Nivel Luminoso o Luminancia: Se define como la densidad de flujo luminoso que incide sobre una superficie.

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Captulo II


Reflexin: Es el fenmeno por el cual la luz al incidir sobre una superficie cambia de direccin de manera tal que el ngulo de incidencia es igual al ngulo de reflexin. Refraccin: Es el cambio de direccin que sufren los rayos luminosos al pasar de un medio a otro con diferente densidad. Nivel de Iluminacin: Es la intensidad de luminosa que incide sobre una superficie y se mide en luxes. En toda instalacin elctrica de alumbrado, debe proporcionarse una iluminacin adecuada de acuerdo al tipo de rea de rea que se va a iluminar. Intensidad Luminosa: Es la potencia luminosa o densidad de flujo de luz emitido dentro de un ngulo slido extremadamente pequeo, en una direccin determinada. Su unidad es la candela (del ingles caedle que significa buja). ndice de Rendimiento de Color (CRI): Es la capacidad que tiene una lmpara para reproducir fcilmente los colores de los objetos y es un factor muy importante a considerar en cualquier aplicacin de iluminacin.

2.2 El ojo humano El ojo humano es el rgano fisiolgico mediante el cual se realizan las sensaciones de luz y color, es decir es el rgano que recoge las radiaciones por medio del fenmeno denominado sensacin visual y las enva al cerebro para que este rgano las interprete mediante el proceso llamado percepcin visual. En cierto modo el ojo humano puede compararse a una cmara fotogrfica aunque es mucho ms perfecto. En la figura 2.2 se ha representado un corte longitudinal esquemtico del ojo humano. A continuacin se explican las partes principales de un ojo y su funcionamiento. Iris: Detrs de la cornea, se encuentran el iris que gradan automticamente la entrada de luz en el ojo; tiene una perforacin circular por la que penetra la luz haca el interior del ojo, y se llama pupila. Cornea: Es una membrana transparente situada en la parte frontal que protege al ojo, junto con los rganos adyacentes (parpados, pestaas, cejas, etc.). La cornea se prolonga hacia la parte inferior del ojo, por medio de otra membrana llamada esclertica que cierra el ojo ocular.

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Captulo II


Cristalino: Es una membrana tambin transparente, cuyo cometido es enfocar los rayos luminosos sobre la retina; o sea que su misin es parecida al objetivo de una cmara fotogrfica, pero esta mucho ms perfeccionado, puesto que, por medio de los msculos ciliares, puede variar su curvatura acomodando automticamente la visin para diferentes distancias, esta propiedad del ojo, se denomina acomodacin.

Figura 2.2 Constitucin anatmica del ojo humano Cuerpo Ciliar: Msculos de forma circular que ajustan la tensin en el lente cambiando su curvatura para enfocar objetos cercanos o distantes. Retina: Es la parte interna del ojo que es sensible a la luz puesto que puede generarse continuamente y adems puede recibir un mayor nmero de imgenes luminosas, esta formada por una serie de ramificaciones nerviosas que conectan con el nervio ptico que terminan en los conos y bastones. Conos: Son los censores que detallan los objetos finos y perciben el color, siendo insensibles en bajos niveles de iluminacin. Bastones: Son los censores sensibles a bajos niveles de iluminacin pero no resuelven los colores, se podra decir que se ve con ellos el blanco y negro.

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Captulo II


2.3 Factores que influyen en la visin Sin luz no hay visin, pues el ojo no puede transmitir a nuestro cerebro ninguna informacin de todo cuanto nos rodea. En la percepcin visual de los objetos influyen los siguientes factores: Iluminacin Contraste Sombras Deslumbramiento Ambiente Cromtico Todos guardan una relacin entre si y cualquiera de ellos pueden tener un valor decisivo. Iluminacin: En las numerosas investigaciones se ha podido comprobar que la capacidad visual depende de la iluminacin y que esta afecta el estado de Animo de las personas, su aptitud para desarrollar un trabajo, a su poder de relajacin, etc. Cada actividad requiere una determinada iluminacin que debe existir como valor medio de zona en la que se desarrolla la misma. El valor medio de la iluminacin para una determinada actividad esta en factor de una serie de factores entre ellos los que se puede citar: Tamao de los detalles a captar Distancia entre el ojo y el objeto observado Factor de reflexin del objeto observado Contraste entre los detalles del objeto y el sobre el que destaca Tiempo empleado en la observacin Rapidez de movimiento del objeto Cuanto mayor sea la dificultad para la percepcin visual, mayor debe ser el nivel medio de iluminacin. Contraste: El ojo solo aprecia diferencias de luminancia. La luminancia entre el objeto que se observa y el espacio inmediato, es lo que se conoce por contraste. Combinando bien los grados de reflexin de las superficies de un recinto, se obtiene una disminucin armnica de la luminancia, producindose en ello un contraste fcil de distinguir. Las mejores condiciones visuales se consiguen cuando el contraste de luminancia entre el objeto visual y las superficies circundantes se mantienen dentro de unos lmites determinados. La relacin de luminancias en el campo visual de no ser menor de 1:3, ni mayor de 3:1. Tambin existen contrastes de colores como se indica en la tabla 2.3.

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Captulo II


Tabla 2.3 Contraste de colores Color del objeto Negro Verde Rojo Azul Blanco Negro Amarillo Blanco Blanco Blanco Color del fondo Amarillo Blanco Blanco Blanco Azul Blanco Negro Rojo Verde Negro

Sombras: Si no tuviramos dos ojos no veramos los objetos en relieve, es decir unos mas cerca de otros, ellos se debe a que cada ojo se forma una imagen ligeramente distinta y al ajustarse las dos en el cerebro. Pero adems, para poder captar el relieve de los objetos es preciso que estos presenten unas zonas menos iluminadas que otras. Las sombras en si son el resultado de una diferencia de una luminancia al respecto a las zonas mas iluminadas. Se distinguen dos clases de sombras: fuertes y suaves. Son sombras fuertes las que resultan de iluminar un objeto con luz dirigida intensa desde un punto determinado mas o menos alejado, y se caracterizan por su profunda oscuridad y dureza con alto efecto de nieve. Deslumbramiento: El deslumbramiento es un fenmeno de la visin que produce molestia o disminucin en la capacidad para distinguir objetos, o ambas cosas a la vez, debido a una inadecuada distribucin o escalonamiento de luminarias, y como consecuencia de contrastes excesivos en el espacio o en el tiempo. Este fenmeno acta sobre la retina del ojo en la cual produce una enrgica reaccin fotoqumica, insensibilidad durante un tiempo transcurrido, en el cual vuelve a recuperarse. Los efectos que origina el deslumbramiento pueden ser del tipo psicolgico (molesto) o del tipo fisiolgico (perturbador). En cuanto a la forma de producirse puede ser directo como el proveniente de las lmparas, luminarias o ventanas, que se encuentran situadas dentro del campo visual, reflejado por superficies de gran reflectancia, especialmente superficies especulares como las de metal pulido. Los principales factores que intervienen en el deslumbramiento son la iluminacin de la fuente de luz o de las superficies iluminadas. A mayor luminancia corresponde mayor deslumbramiento, siendo el valor mximo tolerable para la visin directa de 7500cd/m2 (nits).

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Captulo II


Las dimensiones de la fuente de luz en funcin del ngulo subentendido por el ojo a partir de los 45 con respecto a la vertical. El deslumbramiento tiene lugar dentro del ngulo visual a partir de los 45, el cual depende de la profundidad (a) y de la altura (h), a que se encuentran los luminarias sobre los ojos. 2.4 Concepto de Luz e Iluminacin Son dos conceptos muy distintos que frecuentemente se confunden y son mal interpretados. La luz puede definirse como la causa y la iluminacin como el efecto de luz en las superficies sobre las cuales incide. La luz es una manifestacin de la energa en forma de radiaciones electromagnticas, capaz de afectar o estimular la visin. Se propaga en el espacio como un movimiento ondulatorio transversal producido en el campo elctrico y magntico a la velocidad de 300,000 Km. /seg. El espectro electromagntico comprende desde las ondas ms cortas de millonsimas de milmetros tales como la radiacin csmica pasando por los rayos gama hasta los rayos visibles limitados estos, por ambos lados por las regiones ultravioleta e infrarroja, siguindose hasta las ondas hertzianas, cuyas longitudes se miden en metros y kilmetros. La radiacin visible, es decir en la que acta el ojo esta comprendida aproximadamente entre las longitudes de onda de 380 a 780 nanmetros. 1 metro =109 Nanometros Cantidad de iluminacin: Es la cantidad de luz que producir brillantez sobre la tarea de luz y los alrededores, de la cual invierten los siguientes factores que son: Tamao: Cuando mas grande sea un objeto en trminos del ngulo visual (ngulo suspendido del objeto al ojo) mas rpidamente podr verse. La persona que trae cerca de sus ojos un objeto pequeo para verlo mas claramente, esta usando inconscientemente el factor tamao para incrementar el ngulo visual. Brillantez: La brillantez de un objet depende de la intensidad de la luz incidiendo sobre el y la proporcin en la cual la luz es reflejada hacia el rgano visual. Contraste: Es tan importante como el nivel de brillantez general, es el contraste de brillantez o color en el objeto y su inmediato alrededor. Los niveles altos de iluminacin compensan en parte los bajos contrastes de brillantes y son de gran asistencia donde no se puede obtener condiciones de alto contraste. Tiempo: La visin no es un proceso instantneo sino que requiere de un tiempo. El ojo puede ver detalles muy pequeos si se le da tiempo para que realice su trabajo visual.

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2.5 Fuentes Luminosas A continuacin se presenta un cuadro sinptico de las diferentes fuentes de iluminacin.

NATURALES

SOL ESTRELLAS LUNA

FUENTES LUMINOSAS LMPARAS INCANDECENTES ARTIFICIALES LMPARAS DE DESCARGA FLUORESCENTES ALTA INTENSIDAD DE DESCARGA CONVENCIONALES HLOGENAS

Figura 2.5 Cuadro sinptico fuentes de iluminacin El xito del alumbrado fluorescente ha sido espectacular desde su descubrimiento en 1938, razn de estudio de este capitulo, el alumbrado fluorescente ha llegado a ser la fuente normal de iluminacin de las nuevas construcciones y de las remodelaciones para eficientizar y modernizar un sistema de alumbrado. Hasta el momento el alumbrado fluorescente no ha desplazado en su totalidad al incandescente, por lo cual hablaremos un poco de las lmparas descritas en el cuadro sinptico, centrndonos mas en las lmparas T8 y T5 que son actualmente lmparas ms eficientes y se justifica una sustitucin de sistemas antiguos T12 o lmparas de alta intensidad de descarga por este tipo de lmparas eficientes. 2.5.1 Lmparas Incandescentes El principio de funcionamiento se basa en que un tungsteno de espiral simple o doble, se lleva hasta la incandescencia con el paso de corriente elctrica, con el objeto de que no se queme el filamento, se encierra en un bulbo de vidrio dentro del cual hay un vaco y se introduce un gas inerte (argn, criptn). Este gas inerte se utiliza solamente en lmparas de medianas y grandes capacidades, ver figura 2.5.1.36

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Filamento Gas Electrodos Prensa Tubo de vaco

Bombilla Soporte Botn Vstago de soporte Deflector Fusible Casquillo

Figura 2.5.1 Partes principales de una lmpara incandescente Ventajas Desventajas Muy puntual Circuito simple Excelente CRI Buen rango en K Vida til dependiente de los periodos de encendido y apagado Efecto estroboscpico nulo Factor de potencia unitario Bajo costo inicial Enorme versatilidad Muy baja eficacia (14lm/w) Operacin a alta temperatura Alta luminancia Elevada componente infrarroja Corta vida til (1000 hrs.) Muy vulnerable a las variaciones de tensin Alto costo de operacin Vulnerables a golpes Posicin y manejo especial

2.5.2 Lmparas fluorescentes compactas LFCs Son lmparas fluorescentes compactas ahorradoras de energa con balastro electrnico integrado y diferentes formas del bulbo, provee una iluminacin simtrica similar a la de un foco incandescente, lo que significa, iluminacin uniforme. Su excelente calidad de luz y los diferentes tonos de color, las hacen ms atractivas, reemplazando fcilmente a un foco incandescente o lmparas de halgeno.

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o Ahorran hasta el 80% de energa comparadas con lmparas incandescentes de lmenes similares. o 10 mil horas promedio de vida de la lmpara. o ndice de rendimiento cromtico de 82. o Excelente reproduccin de los colores de los objetos iluminados o Tamao compacto para un fcil reemplazo de las lmparas incandescentes. o Seguridad o Disponibles en diferentes potencias. Ventajas sobre las lmparas incandescentes Con un promedio de 5 a 13 veces mayor vida en comparacin con lmparas incandescentes, se reducir el costo de mantenimiento, Ahorro de ms del 75% de energa.

Figura 2.5.2 Lmparas fluorescentes compactas ahorradoras de energa Por qu cuidan el medio ambiente? Una LFC de 23 Watts ahorra en su vida hasta 970 kWh, de esta manera contribuye al cuidado del medio ambiente ya que para la generacin de esta energa elctrica, se necesitaran casi 300 Kg de carbn 2430 litros de combustible. Tabla 2.5.2 Equivalencias de una lmpara incandescente vs una lmpara fluorescente compactaIncandescente W 25 40 60 75 100 Fluorescente W 9 11 13 17 23 Ahorro W 16 29 47 58 77

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2.5.3 Lmparas Fluorescentes Lineales La lmpara fluorescente lineal es una fuente de descarga elctrica que hace uso de la energa ultravioleta generada por un vapor de mercurio en un gas inerte (argn, nen) a baja presin para activar un revestimiento de material fluorescente (fsforo) depositado sobre la superficie interna de un tubo de vidrio. El fsforo acta como un transformador y pasar de luz ultravioleta invisible o luz visible. La lmpara es un bulbo tubular revestido y evacuado que contiene una pequea cantidad de mercurio y gas inerte. Un electrodo especialmente tratado ctodo caliente, va sellado en ambos lados. Ver la figura 2.5.3.LUZ VISIBLE UNO O DOS PINES RECUBRIMIENTO DE FOSFORO INDUCIDO-----------

TUBO

---------------------------------

VASTAGO DE PRESION

ESCAPE

CATODO INCANDESCENTE

ELECTRON

RADIACION ULTRAVIOLETA

ATOMOS DE MERCURIO

Figura 2.5.3 Forma en que produce la luz en una lmpara fluorescente lineal Una lmpara fluorescente lineal es comnmente encontrada en todos los sectores pero para efecto de este trabajo hablaremos de la industria. Este tipo de lmparas las podemos encontrar en las naves industriales, y en oficinas, del tipo denominadas T12 que tienen una gran funcionalidad pero comparadas con las lmparas T8 e incluso las T5 son menos eficientes hablaremos un poco de cada una de ellas para poder justificar una sustitucin de este tipo de luminarias y poder obtener un beneficio en cuanto a niveles de iluminacin y ahorro de energa elctrica. 2.5.3.1 Lmparas T12 Son lmparas que permiten a los fabricantes de luminarios, tener flexibilidad para utilizar 2, 3 y hasta 4 lmparas en luminarios. Son compatibles con balastros electromagnticos, tienen baja eficacia, consumen mayor energa que las T8 y contienen mercurio en mayor cantidad y otros gases, tienen hasta un 40% ms de consumo de energa con respecto a los sistemas T8. Razn por la cual se tiende a sustituir este tipo de lmparas por sistemas T8 o en contadas ocasiones por T5.39

Captulo II


Son lmparas fluorescentes que poseen las caractersticas. Con un CRI de 62, un flujo luminoso de los 64 lmenes por watt y un dimetro de 38 mm, Estos productos cuentan con una gran variedad de temperaturas de color para crear ambientes y efectos diferentes. Por otra parte, es posible obtenerlas de diferentes longitudes: 61, 91, 122, y 244 cm.

Figura 2.5.3.1 Lmpara T12 forma fsica 2.5.3.2 Lmparas T8 de alta eficiencia Nuevas lmparas con todas las ventajas sobre las lmparas estndar T12. Por su forma y espaciamiento permite a los fabricantes de luminarios, tener flexibilidad para utilizar 2, 3 y hasta 4 lmparas en luminarios de 60 x 60 cm. Son compatibles con balastros electrnicos (1 5/8 = 41 mm. Espaciamiento entre el centro de las bases). Son lmparas de mayor eficacia que consumen menos energa y consecuentemente reducen la emisin de mercurio y otros gases, logran hasta un 40% menos de consumo de energa con respecto a los sistemas T12. Son lmparas fluorescentes que poseen las caractersticas avanzadas. Con un CRI superior a 80, un flujo luminoso arriba de los 80 lmenes por watt y un dimetro de 25 mm, las lmparas T-8 son la mejor opcin para diseos de iluminacin de oficinas, bibliotecas, tiendas, hospitales, industrias y otras mltiples aplicaciones en donde sea importante ahorrar energa y tener una iluminacin de alta calidad. Estos productos cuentan con una gran variedad de temperaturas de color para crear ambientes y efectos diferentes. Por otra parte, es posible obtenerlas de diferentes longitudes: 61, 91, 122, y 244 cm. Adems, las lmparas T-8 incorporan un polvo fluorescente basndose en fsforos activados con tierras raras, que proporcionan un mayor flujo luminoso, esto permite un mejor rendimiento de color y la posibilidad de elegir entre varias temperaturas de color tales como: 3000K, 3500K, 4100K y 5000K.40

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Tabla 2.5.3.2 Color de la iluminacin segn las Temperaturas en K.Apariencia de color Blanco clido Blanco Natural Blanco fro Luz da Tcolor (K) 3000 3500 4000 4200 6500

Beneficios de utilizar lmparas T-8 El ndice de rendimiento de color (IRC) de las lmparas fluorescentes tipo T-8 es casi similar a la luz natural y tiene la posibilidad de elegir la temperatura de color (k), lo que las convierte en la mejor opcin en el diseo de iluminacin, permitiendo una ptima definicin de objetos y la posibilidad de disear ambientes y efectos arquitectnicos en beneficio del desempeo de las actividades del lugar. Debido a su variedad de potencias, as como tamaos y formas compatibles a los del sistema Slimline, permiten al usuario satisfacer las necesidades de las ms diversas aplicaciones. La vida de las lmparas fluorescentes tipo T-8 tiene una vida til mayor en promedio dos veces que la vida de las lmparas fluorescentes T-12 tipo Slimline. Adems por su dimetro mas reducido permite que ocupe menos espacios en su almacenamiento. Son lmparas fluorescentes que poseen las caractersticas ms avanzadas en calidad y eficiencia. Con un CRI de 85, flujo luminoso arriba de los 104 lmenes por watt operando con un balastro electrnico y un dimetro de 25mm. Aunque su precio es ms elevado, que el de las lmparas T-12 que son las de ms consumo en el mercado por los usuarios, es ah donde estuvo el campo de aplicacin del Programa de Incentivos para Alumbrado y Comercio Industrial de FIDE

Figura 2.5.3.2 Lmparas T8 de alta eficiencia forma fsica.

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2.5.3.3 Lmparas T5 de alta eficiencia Lmparas fluorescentes T5 la nueva generacin de lmparas fluorescentes que satisface las ms exigentes necesidades de iluminacin, ms delgada, ms corta y ms brillante: ms luz, mejor diseo. Lmparas fluorescentes T5 de alta intensidad para operacin en alta frecuencia. Las lmparas tienen un dimetro de tan solo 16 mm y son unos 40% ms delgadas que las lmparas T8. Adems son unos 50% ms brillantes que las T8. Ofrecen su mximo flujo luminoso a una temperatura ambiente de 35C. Son ideales para iluminacin directa o indirecta con luminarios que buscan ofrecer los ms altos coeficientes de utilizacin. El fsforo utilizado en las lmparas tiene un flujo luminoso que decae tan solo un 10% despus de 10 000 hrs. de operacin. Su eficacia luminosa es la ms alta de todos los sistemas fluorescentes sobrepasando los 100 lm/W. Adems el pequeo dimetro del tubo (16mm) permite aumentar el coeficiente de utilizacin de los luminarios. El ahorro de energa se vuelve evidente al utilizar las lmparas en luminarios de dimensiones diseadas para lmparas T8. o Eficacia luminosa 10% ms alta en comparacin con las lmparas T8. o Eficacia del luminario se aumenta ms del 10 % gracias a que la temperatura para alcanzar un flujo luminoso ptimo se increment a 35C. o 50% ms luz que las lmparas circulares equivalentes. o Mnima generacin de sombras en el luminario gracias al reducido dimetro de 16 mm. o Construccin de luminarios eficaces.

Figura 2.5.3.3 Lmparas T5 de alta eficiencia forma fsica.42

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Tabla 2.5.3.3 Comparacin lmparas T12 lineales, T8 alta eficiencia y T5 alta eficienciaTipo lmpara POTENCIA W Dimetro cm Tipo base Tipo de encendido Flujo luminoso lmenes Eficacia lm/w Temperatura de color k ndice de rendimiento de color % Vida promedio h21

Slimline T1239 75

T8 de alta eficiencia17 32 59

T5 de alta eficiencia14 28 54

3.8 Fa8 1 pin Instantneo 990 47 2500 64 3000 A 4100 5200 69

2.54 G13 2 pines Instantneo y Rpido 1400 82 3000 A 4100 3000 94 3000 A 5000 Fa8 1 pin Instantn eo 5900 100 3000 A 4100 1350 96

1.6 Mini-Bpin Rpido 2900 104 3000 A 4100 5000 93

62

85

>85

7500

9000

12000

20000

15000

2000

2.5.3.4 Balastro de alta eficiencia En el caso de balastros electromagnticos para 2x32 W T8 podemos ahorrar un 28%, de la energa que demandara un sistema 2X39W T12 con balastros electromagnticos de baja energa. Y si utilizamos un balastro electrnico este ahorro puede alcanzar hasta el 40%. Ver tabla 2.5.3.4 comparaciones de sistemas de lmpara balastro lineal y T8. Ventajas de los balastros de alta eficiencia: a) Que cuentan con un factor de potencia, >90. b) La temperatura de operacin del balastro es menor a uno de T12. c) El ruido producido por estos equipos es menor a los 30 decibeles, por lo que su operacin es muy silenciosa. d) La vida de estos es en el caso de los balastros electromagnticos 3 veces mayor que los balastros para T12 y en caso de usar balastros electrnicos, ste aumenta hasta ms de 5 veces. e) El diseo de los balastros de alta eficiencia para equipos T-8 los hacen menos pesados y de menor tamao que los Slimline.

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Son balastros fabricados con alta tecnologa y mejores materiales. Operan a las lmparas a potencia adecuada sin reducir su vida til Ahorran directamente 10% en promedio con respecto a los normales adems de reducir su carga trmica.

Figura 2.5.3.4 Familia de Balastros Electrnicos Tabla 2.5.3.4 Comparacin de sistemas lmpara balastro lineales T12 y T8Tipo de balastro Capacidad W Consumo W Tipo de encendido Factor de potencia % Factor de balastro Factor de eficacia del balastro Distorsin de armnicas % Sonido db Temperatura de operacin c Peso Vida promedio horas Balastro electromagntico convencional T122x21 50 2X39 100 Instantneo 80 Pesado >10000 2.40 2X75 180

Balastro electrnico de alta eficiencia T82X17 35.7 2X32 67.2 2X59 123.9

Electromagntico de alta eficiencia t82X32 72 Rpido >90

Rpido e instantneo >90 1.40 0.85

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